Автор работы: Пользователь скрыл имя, 11 Ноября 2013 в 17:51, лабораторная работа
Цели. 1. Ознакомиться с понятием качество окружающей среды.
2. Определить общую жёсткость водопроводной воды трилонометрическим методом.
Теоретическая часть
Качество окружающей среды – это степень соответствия природных условий потребностям людей и других живых организмов.
Особую опасность представляют стойкие органические соединения, применяемые в качестве ядохимикатов. Они накапливаются в почве, в воде, донных отложениях водоемов. Но самое главное — они включаются в экологические пищевые цепи, переходят из почвы и воды в растения, затем в животных, а в конечном итоге попадают с пищей в организм человека.
Таким образом, естественное неравномерное распределение химических элементов в литосфере усугубляется деятельностью человека.
3. Антропогенное воздействие на гидросферу
Под загрязнением водоемов понимается снижение их биосферных функций и экономического значения в результате поступления в них вредных веществ.
Одним из основных загрязнителей воды является нефть и нефтепродукты. Нефть может попадать в воду в результате естественных ее выходов в районах залегания. Но основные источники загрязнений связаны с человеческой деятельностью; нефтедобычей, транспортировкой, переработкой и использованием нефти в качестве топлива и промышленного сырья.
Среди продуктов промышленного производства особое место по своему отрицательному воздействию на водную среду и живые организмы занимают токсичные синтетические вещества. Они находят все более широкое применение в промышленности, на транспорте, в коммунально-бытовом хозяйстве. Концентрация этих соединении в сточных водах, как правило, составляет 5—15 мг/л при ПДК 0,1 мг/л. Эти вещества могут образовывать в водоемах слой пены, особенно хорошо заметный на порогах, перекатах, шлюзах. Способность к пенообразованию у этих веществ появляется уже при концентрации 1—2 мг/л.
Из других загрязнителей необходимо назвать металлы (например, ртуть, свинец, цинк, медь, хром, олово, марганец), радиоактивные элементы, ядохимикаты, поступающие с сельскохозяйственных полей, и стоки животноводческих ферм. Наибольшую опасность для водной среды из металлов представляют ртуть, свинец и их соединения.
Расширенное производство и применение ядохимикатов на полях приводят к сильному загрязнению водоемов вредными соединениями. Загрязнение водной среды происходит в результате прямого внесения ядохимикатов при обработке водоемов для борьбы с вредителями, поступления в водоемы воды, стекающей с поверхности обработанных сельскохозяйственных угодий, при сбросе в водоёмы отходов предприятий-производителей, а также в результате потерь при транспортировке, хранении и частично с атмосферными осадками.
Наряду с ядохимикатами
Эвтрофирование – положительное смещение продукционно-деструкционного баланса в водоёмах при избыточном поступлении биогенных питательных веществ (в основном, фосфора и азота), приводящее к повышенной продуктивности («цветению») и вторичному загрязнению воды.
Антропогенное эвтрофирование вызвано сбросом биогенных веществ со сточными водами и поверхностным стоком; отличается высокой скоростью процесса.
Вначале в водоеме резко увеличивается количество микроскопических водорослей. С увеличением кормовой базы возрастает количество ракообразных, рыб и других водных организмов. Затем происходит отмирание огромного количества организмов, которое приводит к расходованию всех запасов кислорода, содержащегося в воде, и накоплению сероводорода. Состав воды в водоеме меняется настолько, что он становится непригодным для существования любых организмов.
В реках, особенно с быстрым течением, концентрация небольшого количества загрязнений может снижаться благодаря способности водоёмов к самоочищению.
Самоочищение – это комплекс естественных механических, физико– химических и биохимических процессов, приводящих к восстановлению первоначальных свойств воды.
Однако некоторые вещества очень плохо или вообще не поддаются биохимическим процессам разложения и концентрируются в живых организмах: ДДТ, полихлорированные дифенилы, радиоизотопы, соединения ртути и др.
В озёрах и водохранилищах процессы самоочищения протекают менее эффективно. Очистка и замена воды в них занимает от года до ста лет. В результате избыточного антропогенного поступления фосфатов и нитратов в озёрах развиваются процессы «цветения».
Одним из видов загрязнения водоемов является тепловое загрязнение. Электростанции, промышленные предприятия часто сбрасывают подогретую воду в водоем. Это приводит к повышению в нем температуры. С повышением температуры в водоеме уменьшается количество кислорода, увеличивается токсичность загрязняющих воду примесей, нарушается биологическое равновесие.
В загрязненной воде с повышением температуры начинают бурно размножаться болезнетворные микроорганизмы и вирусы. Попав в питьевую воду, они могут вызвать вспышки различных заболеваний.
В ряде регионов важным источником пресной воды являлись подземные воды. Раньше они считались наиболее чистыми. Но в настоящее время в результате хозяйственной деятельности человека многие источники подземной воды также подвергаются загрязнению. Нередко это загрязнение настолько велико, что вода из них стала непригодной для питья.
Человечество потребляет на свои нужды огромное количество пресной воды. Основными ее потребителями являются промышленность и сельское хозяйство. Наиболее водоёмкие отрасли промышленности — горнодобывающая, сталелитейная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. На них уходит до 70% всей воды, затрачиваемой в промышленности. Главный же потребитель пресной воды — сельское хозяйство: на его нужды уходит 60—80% всей пресной воды.
В современных условиях значительно
увеличиваются потребности
Анализ водопользования
за 5-6 прошедших десятилетий
Уже в настоящее время недостаток пресной воды испытывают не только территории, которые природа обделила водными ресурсами, но и многие регионы, еще недавно считавшиеся благополучными в этом отношении. В настоящее время потребность в пресной воде не удовлетворяется у 20% городского и 75% сельского населения планеты.
Ограниченные запасы пресной воды еще больше сокращаются из-за их загрязнения. Главную опасность представляют сточные воды (промышленные, сельскохозяйственные, бытовые), поскольку значительная часть использованной воды возвращается в водные бассейны в виде сточных вод.
4. Качество окружающей среды
Качество окружающей среды – это степень соответствия природных условий потребностям людей и других живых организмов.
Критерии качества:
Предельно допустимая концентрация (ПДК) – максимальная концентрация примеси, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него вредного влияния, включая отдельные последствия, и на окружающую среду.
Максимальная разовая величина ПДК не должна допускать неприятных рефлекторных реакций человеческого организма (насморк, ощущение запахов); среднесуточная – токсического, канцерогенного, мутагенного воздействия.
Эта величина обоснована клиническими и санитарно – гигиеническими исследованиями, носит законодательный характер. В РФ ПДК соответствует самым низким значениям, которые рекомендованы Всемирной организацией здравоохранения.
Таблица 1.
ПДК некоторых вредных веществ в атмосферном воздухе и в водных объектах хозяйственно – питьевого водопользования
Вещество |
ПДК |
Класс опасности | |
В воздухе, мг/м3 |
В воде, мг/л | ||
азота окислы (в пересчёте на NO2) |
5 |
2 | |
аммиак |
0,2 |
2 |
4 |
анилин |
0,03 |
0,1 |
2 |
ангидрид серный |
1 |
2 | |
ангидрид сернистый |
10 |
3 | |
бензин (топливный) |
100 |
4 | |
бензол |
5 |
0,5 |
2 |
3,4 – бензпирен |
0,00015 |
1 | |
кислота серная |
1 |
2 | |
кислота соляная |
5 |
2 | |
кислота уксусная |
5 |
3 | |
медь металлическая |
1/0,5 |
1 |
2 |
ртуть металлическая |
0,0003 |
0,005 |
1 |
свинец и его неорганические соли |
0,0007 |
0,03 |
1 |
сероуглерод |
0,005 |
1 |
2 |
сероводород |
10 |
2 | |
соли синильной кислоты (в пересчёте на HCN) |
0,3 |
2 | |
спирт метиловый |
5 |
3 | |
спирт этиловый |
1000 |
4 | |
табак |
3 |
3 | |
окись углерода (CO) |
20 |
4 | |
фенол |
0,3 |
0,001 |
2 |
хлор |
1 |
отсутствие |
2 |
хлористый водород (HCl) |
5 |
2 |
При наличии двух и более примесей возможно проявление эффекта суммации. В этом случае необходимо учитывать совместное воздействие примесей на человека и окружающую среду.
Качество среды будет
где С1, С2 … Сn – концентрации вредных веществ, обладающих эффектом суммации; ПДК1, ПДК2 … ПДКn – предельно допустимые концентрации соответствующих загрязнителей.
ПДН – предельно допустимые нагрузки, представляют собой научно обоснованный расчёт воздействия на определённый природно – территориальный комплекс. Нормативы ПДН носят региональный характер.
Предельно допустимые выбросы (ПДВ) – предельное количество вредного вещества, разрешаемое к выбросу от данного источника, которое не создаёт предельную концентрацию, опасную для людей, животных и растительного мира.
Нормативы ПДВ в атмосферу, водоёмы устанавливаются для каждого стационарного источника отдельно. Установление по каждому источнику загрязнения ПДВ определяется характером выбросов конкретного предприятия цеха, установки, поэтому они могут быть различны даже в рамках одного предприятия.
Основные этапы эволюции биосферы
Время, число лет |
Геологическая эпоха |
Биосфера |
Атмосфера |
5*109 |
Ранний архей |
Формирование Солнечной | |
3*109 |
докембрий |
Безъядерные клетки, с нитью ДНК. Первые бактерии. |
|
2*109 |
Одноклеточные организмы с ядром. Первые фотосинтезирующие организмы.
Быстрый рост фитопланктона. |
Содержание кислорода 1 % современного значения.
Образование озонового слоя. | |
7*108 (700млн) |
Палеозойская эра |
Появление многоклеточных. |
Содержание кислорода 3 - 10 % современного значения. Образование озонового слоя. |
5*108 – 2,25*108 (365млн) |
Наземные сосудистые растения и насекомые |
||
108- 7*107 (185млн – 70 млн ) |
Мезозойская эра |
Появление млекопитающих. Появление покрытосеменных растений. |
Содержание кислорода увеличивается |
5* 107 – 2* 107 |
Кайнозой Эоцен Олигоцен Миоцен |
Увеличение видового разнообразия млекопитающих. |
Содержание кислорода близко к современному |
107 |
Миоцен
плиоцен |
Первый примат по линии антропойдов
Первый из известных человекообразных |
|
106 |
Четвертичный период |
оледенение |
Содержание кислорода |