Вплив промисловості на довкілля

3. Хімічне забруднення  природних вод.

Усяка водойма або водне джерело  пов'язане з його навколишнім  середовищем. На нього впливають  умови формування поверхневого або  підземного водного стоку, різноманітні природні явища, індустрія, промислове й комунальне будівництво, транспорт, господарська й побутова діяльність людини. Наслідком цих впливів є перенесення у водне середовище нових, невластивих йому речовин - забруднювачів, що погіршують якість води. Забруднення, що надходять у водне середовище, класифікують по різному, залежно від підходів, критеріїв і завдань. Так, звичайно виділяють хімічне, фізичне й біологічне забруднення. Хімічне забруднення являє собою зміну природних хімічних властивостей води за рахунок збільшення вмісту в ній шкідливих домішок як неорганічної (мінеральні солі, кислоти, луги, глинисті частинки), так і органічної природи (нафта й нафтопродукти, органічні залишки, певерхневоактивні речовини, пестициди).

Неорганічне забруднення. Основними неорганічними (мінеральними) забруднювачами прісних і морських вод є різноманітні хімічні сполуки, токсичні для мешканців водного середовища. Це сполуки миш'яку, свинцю, кадмію, ртуті, хрому, міді, фтору. Більшість із них попадає у воду в результаті людської діяльності. Важкі метали поглинаються фітопланктоном, а потім передаються по харчовому ланцюгу більше високоорганізованим організмам. Токсичний ефект деяких найпоширеніших забруднювачів гідросфери представлений у таблиці:

Ступінь токсичності (примітка):

- - відсутній 

+ - дуже слабкий 

++ - слабкий 

+++ - сильний 

++++ - дуже сильний 

Крім  перерахованих у таблиці речовин, до небезпечних забруднювачів водного середовища можна віднести неорганічні кислоти й основи, що спричиняють широкий діапазон РН промислових стоків (1,0 - 11,0) і здатних змінювати РН водного середовища до значень 5,0 або вище 8,0 , тоді як риба в прісній і морській воді може існувати тільки в інтервалі РН 5,0 - 8,5. Серед основних джерел забруднення гідросфери мінеральними речовинами й біогенними елементами варто згадати підприємства харчової промисловості й сільське господарство. Зі зрошуваних земель щорічно вимивається близько 6 млн.т. солей. Відходи, що містять ртуть, свинець, мідь локалізовані в окремих районах у берегів, однак деяка їхня частина виноситься далеко за межі територіальних вод. Забруднення ртуттю значно знижує первинну продукцію морських екосистем, придушуючи розвиток фітопланктону. Відходи, що містять ртуть, звичайно накопичуються в донних відкладеннях заток або естуаріях рік. Подальша їх міграція супроводжується нагромадженням метилової ртуті і її включенням у трофічні ланцюги водних організмів. Так, сумну популярність отримала хвороба Мінамата, уперше виявлену японськими вченими в людей, що вживали в їжу рибу, виловлену в затоці Мінамата, у якій безконтрольно скидали промислові стоки з техногенною ртуттю.

Органічне забруднення. Серед внесених в океан із суши розчинних речовин, велике значення для мешканців водного середовища мають не тільки мінеральні, біогенні елементи, але й органічні залишки. Винос в океан органічної речовини оцінюється в 300 - 380 млн.т./рік. Стічні води, що містять суспензії органічного походження або розчинені органічні речовини, згубно впливають на стан водойм. Осаджуючись, суспензії заливають дно й затримують розвиток або повністю припиняють життєдіяльність даних мікроорганізмів, що беруть участь у процесі самоочищення вод. При гнитті даних опадів можуть утворюватися шкідливі сполуки й отруйні речовини, такі як сірководень, які призводять до забруднення всієї води в річці. Наявність суспензій утрудняє також проникнення світла в глиб води й сповільнює процеси фотосинтезу. Однією з основних санітарних вимог, висуваємих до якості води, є вміст у ній необхідної кількості кисню. Шкідливу дію роблять всі забруднення, які так чи інакше сприяють зниженню вмісту кисню у воді. Поверхово активні речовини - жири, масла, мастильні матеріали - утворять на поверхні води плівку, що перешкоджає газообміну між водою й атмосферою, і знижує ступінь насиченості води киснем. Значний обсяг органічних речовин, більшість із яких не властива природним водам, скидається в ріки разом із промисловими й побутовими стоками. Наростаюче забруднення водойм і водостоків спостерігається у всіх промислових країнах. Інформація про вміст деяких органічних речовин у промислових стічних водах надана нижче:

У зв'язку зі швидкими темпами урбанізації  й трохи вповільненим будівництвом очисних споруд або їхньою незадовільною  експлуатацією , водні басейни й ґрунт забруднюються побутовими відходами. Особливо відчутне забруднення у водоймах з уповільненою течією або непроточних водоймах (водосховища, озера). Розкладаючись у водному середовищі, органічні відходи можуть стати середовищем для патогенних організмів. Вода, забруднена органічними відходами, стає практично непридатною для пиття й інших потреб. Побутові відходи небезпечні не тільки тим, що є джерелом деяких хвороб людини (черевний тиф, дизентерія, холера), але й тим, що вимагають для свого розкладання багато кисню. Якщо побутові стічні води надходять у водойму в дуже великих кількостях, то вміст розчинного кисню може понизиться нижче рівня, необхідного для життя морських і прісноводних організмів.

4. Проблема забруднення  Світового океану (на прикладі ряду органічних сполук).

Нафта й нафтопродукти. Нафта являє  собою густу маслянисту рідину, що має темно-коричневий колір і  слабку флюрисценцію. Нафта складається  переважно з насичених аліфатичних  і гідроароматичних вуглеводнів. Основні компоненти нафти - вуглеводні (до 98%) - підрозділяються на 4 класи:

а) Парафіни (алкени) - (до 90% від загального складу) - стійкі речовини, молекули яких виражені прямим й розгалуженим ланцюгом атомів вуглецю. Легкі парафіни мають  максимальну летючість і розчинність у воді.

б) Циклопарафіни - ( 30 - 60% від загального складу) - насичені циклічні сполуки  з 5-6 атомами вуглецю в кільці. Крім циклопентану й циклогексану в  нафті зустрічаються біциклічні й поліциклічні сполуки цієї групи. Ці сполуки дуже стійкі й погано піддаються біорозкладанню.

в) Ароматичні вуглеводні - (20 - 40% від  загального складу) - ненасичені циклічні сполуки ряду бензолу, що містять  у кільці на 6 атомів вуглецю менше, ніж циклопарафіни. У нафті присутні летучі сполуки з молекулою у вигляді одинарного кільця (бензол, толуол, ксилол), потім біцикличні (нафталін), напівциклічні (пірен).

г) Олефіни (алкени) - (до 10% від загального складу) - ненасичені нециклічні сполуки  з одним або двома атомами  водню у кожного атома вуглецю  в молекулі, що мають прямий або розгалужений ланцюг.

Нафта й нафтопродукти є найпоширенішими  забруднюючими речовинами у Світовому  океані. Найбільші втрати нафти пов'язані  з її транспортуванням з районів  видобутку. Аварійні ситуації, злив за борт танкерами промивних і баластових вод, - все це обумовлює присутність постійних ділянок забруднення на трасах морських шляхів. За останні 30 років, починаючи, пробурено близько 2000 свердловин у Світовому океані, з них тільки в Північному морі 1000 і 350 промислових свердловин обладнано. Із-за незначних витоків щорічно губиться 0,1 млн.т. нафти. Великі маси нафти поступають у моря по ріках, разом з побутовими й зливовими стоками.

Обсяг забруднень із цього джерела  становить 2,0 млн.т./рік. Зі стоками промисловості  щорічно попадає 0,5 млн.т. нафти. Потрапляючи в морське середовище, нафта спочатку розтікається у вигляді плівки, формуючи шари різної потужності. По кольору плівки можна визначити її товщину:

Нафтова плівка змінює склад спектру  й інтенсивність проникнення  у воду світла. Пропущення світла тонкими плівками сирої нафти становить 1-10% (280 нм), 60-70% (400нм).

Плівка товщиною 30-40 мкм повністю поглинає інфрачервоне випромінювання. Змішуючись із водою, нафта утворює  емульсію двох типів: пряму - "нафта  у воді"- і зворотну - "вода в нафті". Прямі емульсії, створені крапельками нафти діаметром до 0,5 мкм, менш стійкі й характерні для нафт, що містять поверхнево-активні речовини. При видаленні летучих фракцій, нафта утворить густі зворотні емульсії, які можуть зберігатися на поверхні, переноситися плином, викидатися на берег і осідати на дно.

Пестициди. Пестициди становлять групу  штучно створених речовин, використовуємих  для боротьби зі шкідниками й хворобами  рослин. Пестициди діляться на наступні групи: інсектициди - для боротьби зі шкідливими комахами, фунгіциди й бактерициди - для боротьби з бактеріальними хворобами рослин, гербіциди - проти бур'янистих рослин. Установлено, що пестициди знищуючи шкідників, завдають шкоди багатьом корисним організмам і підривають здоров'я біоценозів. У сільському господарстві давно вже стоїть проблема переходу від хімічних (забруднюючих середовище) до біологічних (екологічно чистих) методів боротьби зі шкідниками. У цей час більше 5 млн.т. пестицидів надходить на світовий ринок. Близько 1,5 млн.т. цих речовин уже ввійшло до складу наземних і морських екосистем золовим і водним шляхом. Промислове виробництво пестицидів супроводжується появою великої кількості побічних продуктів, що забруднюють стічні води. У водному середовищі частіше за інші зустрічаються представники інсектицидів, фунгецидів і гербіцидів. Поліхлорбіфеніли (ПХБ) попадають у навколишнє середовище в результаті скидань промислових стічних вод і спалювання твердих відходах на смітниках. Останнє джерело поставляє ПБХ в атмосферу, звідки вони з атмосферними опадами випадають в усіх районах Земної кулі. Так у пробах снігу, узятих в Антарктиді, вміст ПБХ склав 0,03 - 1,2 кг./л.

Синтетичні поверхнево-активні  речовини(СПАР). Детергенти відносяться  до великої групи речовин, що знижують поверхневий натяг води. Вони входять до складу синтетичних мийних засобів (СМЗ), широко використовуемих у побуті й промисловості. Разом зі стічними водами СПАР попадають у материкові води й морське середовище. Найпоширенішими серед СПАР є аніоноактивні речовини. На їхню частку припадає більше 50% всіх вироблених у світі СПАР. Присутність СПАР в стічних водах промисловості пов'язана з використанням їх у таких процесах, як флотаційне збагачення руд, поділ продуктів хімічних технологій, одержання полімерів, поліпшення умов буравлення нафтових і газових шпар, боротьба з корозією встаткування. У сільському господарстві СПАР застосовується в складі пестицидів.

Сполуки з канцерогенними властивостями. Канцерогенні речовини - це хімічно  однорідні сполуки, що проявляють трансформуючу активність і здатність викликати канцерогенні, тератогенні (порушення процесів ембріонального розвитку) або мутагенні зміни в організмах. Залежно від умов впливу вони можуть призводити до інгібіровання росту, прискоренню старіння, порушенню індивідуального розвитку й зміни генофонду організмів. До речовин, що володіють канцерогенними властивостями, відносяться хлоровані аліфатичні вуглеводні, вінілхлорид, і особливо, поліциклічні ароматичні вуглеводні (ПАВ). Основні антропогенні джерела ПАУ в навколишньому середовищі - це піроліз органічних речовин при спалюванні різних матеріалів, деревини й палива.

Важкі метали. Важкі метали (ртуть, свинець, кадмій,цинк, мідь, миш'як,) відносяться  до числа розповсюджених і досить токсичних забруднюючих речовин. Вони широко застосовуються в різних промислових виробництвах, тому, незважаючи на очисні заходи, вміст сполуки важких металів у промислових стічних водах досить високий. Великі маси цих сполук надходять в океан через атмосферу. Для морських біоценозів найнебезпечніші-- ртуть, свинець і кадмій. Ртуть переноситься в океан з материковим стоком і через атмосферу. При вивітрюванні осадових і вивержених порід щорічно виділяється 3,5 тис.т. ртуті. У складі атмосферного пилу знаходиться близько 12 тис.т. ртуті, причому значна частина - антропогенного походження. Біля половини річного промислового виробництва цього металу (910 тис.т./рік) різними шляхами попадає в океан. У районах, що забруднюются промисловими водами, концентрація ртуті в розчині й суспензіях сильно підвищується. При цьому деякі бактерії перетворюють хлориди у високотоксичну метилртуть. Зараження морепродуктів неодноразово приводило до ртутного отруєння прибережного населення. ДО 1977 року налічувалося 2800 жертв хвороби Міномата, причиною якої послужили відходи підприємств з виробництва хлорвінілу й ацетальдегіду, на яких як каталізатор використовувалася хлориста ртуть. Недостатньо очищені стічні води підприємств надходили в затоку Мінамата. Свинець - типовий розсіяний елемент, що міститься у всіх компонентах навколишнього середовища: у гірських породах,ґрунтах, природних водах, атмосфері, живих організмах. Нарешті, свинець активно розсіюється в навколишнє середовище в процесі господарської діяльності людини. Це викиди разом із промисловими й побутовими стоками, з димом і пилом промислових підприємств, з вихлопними газами двигунів внутрішнього згоряння. Міграційний потік свинцю з континенту в океан іде не тільки з річковими стоками, але й через атмосферу. З континентальним пилом океан одержує (20-30) т. свинцю в рік.