Экология и окружающая природная среда

Основными методами защиты биосферы в настоящее время являются:

1.Применение безотходных  технологий и новых методов  для наиболее рационального использования  природных ресурсов, энергии и  защиты природной среды.

2.Применение малоотходных технологий с выбросами вредных веществ, не превышающих ПДК.

3.Разработка и применение норм ПДК вредных веществ в атмосфере, рабочей зоне, почве, водоемах и продуктах питания.

4.Разработка и применение норм предельно допустимых выбросов и сбросов, мест размещения отходов по каждому экологически опасному предприятию.

5.Использование способности самоочищаться элементов биосферы: высотные трубы для рассеивания вредных примесей атмосфере, канализация в морские глубины вдали от берега и разбавление стоков чистой водой.

 

Тема 2. Атмосферный  воздух.

 

1. Источники  загрязнения атмосферы. 

Воздушная, самая лёгкая оболочка земного шара – атмосфера  – состоит из механической смеси  газов (%): азота – 78,09, кислорода – 20,95, аргона – 0,93, углекислого газа – от 0,02, а также гелия, неона, ксенона, криптона, водорода, озона, аммиака, йода и других, на долю которых приходится около 0,01 % всего её объёма.

Основные части атмосферы  подразделяют:

1.Постоянные компоненты (азот, кислород, аргон и другие благородные газы).

2.Переменные компоненты. Их концентрация меняется в зависимости от места, времени года, времени суток и от многих других факторов (углекислый газ и водяной пар).

3.Случайные компоненты определяются местными условиями, концентрация их непостоянна (метан, диоксид серы, оксиды азота, водород, озон, аммиак и огромное количество техногенных примесей (жидких, твердых и газообразных)).

Под загрязнением атмосферы  следует понимать изменение её химического  состава при поступлении примесей естественного или антропогенного происхождения. К естественным источникам загрязнения относятся:

а) внеземное загрязнение  воздуха пылью космического происхождения  и космическим излучением;

б) земное загрязнение  атмосферы при извержениях вулканов, пыльных бурях, лесных и степных пожарах, пылью эрозии почв, частицами морской соли, продуктами растительного, животного и микробиологического происхождения.

Основными антропогенными источниками загрязнения атмосферы  являются автомобильный транспорт  и промышленные предприятия.

Автомобильный транспорт  относится к наиболее значимым источникам загрязнения окружающей среды в  большинстве крупных городов, при  этом на 90 % воздействие на атмосферу  связано с работой автотранспортных средств на линии, остальной вклад  вносят стационарные источники (цехи, участки, станции техобслуживания и стоянки). Это происходит по двум причинам:

-во-первых, автомобильный  двигатель в процессе работы  выделяет в атмосферу целый  комплекс веществ: соединения  серы и свинца, оксиды азота  и углерода, альдегиды, ароматические углеводороды, сажа, бенз(а)пирен и так далее. Отработавшие газы автомобильных двигателей содержат около двухсот веществ, большинство из которых токсичны. В выбросах карбюраторных двигателей основная доля вредных продуктов приходится на оксид углерода, углеводороды и оксиды азота, в выбросах дизельных двигателей - на оксиды азота и сажу;

-во-вторых, автомобиль  при движении взаимодействует  с поверхностью дороги и результатом  этого взаимодействия является  аэрозоль, количество которого зависит от многих специфических факторов, характеризующих состояние дороги.

Сейчас на Земле эксплуатируется  около 900 млн. автомобилей, в настоящее  время на долю транспорта приходится больше половины всех вредных выбросов в окружающую среду, особенно в крупных городах. В среднем при пробеге 15 тыс. км за год каждый автомобиль сжигает 2 т топлива и около 26-30 т воздуха, в том числе 4,5 т кислорода, что в 50 раз больше потребностей человека.

К промышленным источникам загрязнения атмосферы следует  отнести:

1.Сжигание горючих  ископаемых, которое сопровождается  выбросом 5 млрд. тонн углекислого  газа в год. В результате  этого за последние 100 лет содержание  СО₂ в атмосфере увеличилось на 20%.

2.Работа тепловых электростанций, когда при сжигании высокосернистых углей в результате выделения сернистого газа и мазута образуются кислотные дожди.

3.Выхлопы современных  турбореактивных самолетов с  оксидами азота и газообразными  фторуглеводородами из аэрозолей,  которые могут привести к повреждению  озонового слоя атмосферы.

4.Загрязнение взвешенными  частицами (при измельчении, фасовке  и загрузке, от котельных, электростанций, карьеров и при сжигании мусора).

5.Выбросы предприятиями  различных газов.

6.Сжигание топлива  в промышленных котлах, сопровождающееся  образованием оксидов азота, которые вызывают смог.

7.Вентиляционные выбросы  с чрезмерной концентрацией озона  из помещений с установками  высоких энергий (ускорители, ультрафиолетовые  источники и атомные реакторы). В больших количествах озон  является высокотоксичным газом.

2. Нормирование  загрязнений атмосферного воздуха.

Методологические основы гигиенического нормирования атмосферных  загрязнений включают следующие  положения:

1.Допустимой признается  только такая концентрация химического  вещества в атмосфере, которая  не оказывает на человека прямого или вредного косвенного либо неприятного действия, не влияет на самочувствие и работоспособность.

2.Привыкание к вредным  веществам, находящимся в атмосферном  воздухе, рассматривается как  неблагоприятный эффект.

3.Концентрация химических веществ в атмосфере, которые неблагоприятно действуют на растительность, климат местности, прозрачность атмосферы и бытовые условия жизни населения, считается недопустимой.

Основными среди нормируемых  показателей качества атмосферы  являются предельно допустимые концентрации вредных веществ. Предельно допустимая концентрация вещества - это такая его концентрация, при воздействии которой на организм человека и окружающую среду периодически или в течение всей жизни, прямо или опосредствованно не возникает ни прямого, ни вредного косвенного воздействия, обнаруживаемого современными методами исследования сразу или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

Под прямым воздействием имеется в  виду нанесение организму временного раздражения, вызывающего кашель, головные боли, ощущение запаха, которое наступает при превышении пороговой величины концентрации вещества.

Под косвенным воздействием имеются  в виду такие изменения в окружающей среде, которые, не оказывая вредного влияния  на организм человека, ухудшают обычные условия обитания, например, увеличивают число туманных дней, поражают зеленые насаждения.

Необходимо также учитывать, что  при одновременном присутствии  нескольких вредных соединений, может  наблюдаться эффект их однонаправленного (суммированного) действия. В этих случаях суммарная концентрация загрязняющих веществ не должна превышать единицы:

Применительно к атмосфере различают  ПДК: максимальные разовые вредных  веществ в воздухе населенных мест (ПДКмр), среднесуточные вредных веществ (ПДКсс), вредных веществ в воздухе рабочей зоны (ПДКрз). Все они измеряются в (мг/м³) при нормальных условиях (давление 1 атм, температура 0°С).

ПДКмр — это концентрация, не вызывающая рефлекторных реакций в организме  человека (ощущение запаха, световая чувствительность). ПДКмр - основная характеристика опасности тех вредных веществ, которые оказывают немедленное раздражающее действие, ограниченное временем (не более 20 мин).

ПДКсс — это концентрация вещества в воздухе населенного пункта, не оказывающая на человека прямого или косвенного негативного влияния при неопределенно долгом круглосуточном вдыхании. Она применяется для предупреждения общетоксического, канцерогенного, мутагенного и другого вредного воздействия вещества при его накоплении в организме человека. При этом имеются в виду среднесуточные концентрации в среднем за год, а не за каждые отдельные сутки.

Для ряда территорий вводят более  строгие, чем для населенных мест, нормативы ПДК. Так, в местах размещения крупных санаториев и домов отдыха, зонах отдыха городов они на 20% меньше, чем в жилых районах.

ПДКрз — это концентрация вещества в воздухе, не вызывающая у трудящихся, находящихся на рабочем месте  по 8 ч пять раз в неделю, заболеваний  или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования, как в течение всей трудовой деятельности, так и в отдаленной перспективе. ПДКрз, значительно больше, чем для населенных мест. Это объясняется тем, что на предприятии люди присутствуют лишь часть суток, там не могут находиться дети и пожилые люди.

Концентрация вредных веществ  в атмосфере зависит от их количества, выбрасываемого всеми источниками  загрязнения. Чтобы эти концентрации не превышали ПДК, для каждого  источника загрязнения устанавливают  предельно допустимый выброс.

ПДВ — это максимально возможная  для данного источника за единицу  времени масса выбросов загрязняющих веществ в атмосферу (т/год). Величина ПДВ зависит от местоположения источника  по отношению к жилым районам, условий рассеивания загрязнителей, температуры воздуха, рельефа местности и т.д. Поэтому для одинаковых источников загрязнений величины ПДВ могут быть разными и устанавливаются раздельно для каждого из веществ.

Сущность расчета ПДВ состоит  в том, чтобы концентрация выбросов примесей от данного источника в совокупности с фоновой концентрацией Сф не создавали приземную концентрацию вредного вещества, превышающую ПДК: С + Сф<ПДК.

 

 

3.Планировка санитарно-защитной зоны.

Для снижения вредного влияния загрязнённого  воздуха на человека применяют специальные градостроительные мероприятия: зональную застройку жилых массивов, когда близко к дороге располагают низкие здания, затем высокие и под их защитой – детские и лечебные учреждения; озеленение, ССЗ вокруг заводов размером от 50 м и более.

Предприятия, выделяющие в окружающую среду вредные и неприятно  пахнущие вещества необходимо отделять от жилой застройки СЗЗ, которая  определяется как территория между  источником выделения производственных вредностей (физических, химических, биологических) и границей, где влияние этих веществ не превышает 5% от соответствующих гигиенических нормативов.

Размеры СЗЗ определяются мощностью  предприятия, условиями осуществления  технологического процесса, характером и количеством выделяющихся в  окружающую среду веществ. По совокупности этих показателей предприятия разделены на пять классов, для которых установлены следующие значения ширины санитарно-защитных зон:

Класс                         I         II         III         IV         V

Ширина СЗЗ, м    1000     500      300        100       50

Предприятия I-III классов  запрещено располагать среди  жилой застройки даже при соблюдении необходимых размеров СЗЗ.

СЗЗ нельзя рассматривать  как резервную территорию предприятия  и использовать ее для расширения промышленной площадки. Вместе с тем в ней допустимо размещение объектов более низкого класса вредности, чем основное производство, для которого установлена санитарно-защитная зона, а также пожарных депо, гаражей, складов, стоянок транспорта и т.п.

Санитарно-защитные зоны подлежат озеленению газоустойчивыми породами деревьев и кустарников. При прохождении промышленных выбросов через озелененную зону концентрация содержащихся в них пыли и газов должна уменьшиться не менее чем вдвое.

4.Влияние выбросов загрязняющих веществ на здоровье населения.

Опасность для здоровья населения загрязнения атмосферного воздуха обусловлена объективным  действием следующих факторов.

Во-первых, разнообразием  загрязнений. Считается, что на человека потенциально может воздействовать несколько сотен тысяч химических веществ. Реально, как правило, в конкретном районе в относительно высоких концентрациях присутствует ограниченное число загрязнителей. Однако комбинированное действие примесей может приводить к усилению вызываемых ими токсических эффектов.

Во-вторых, возможностью массированного воздействия, так как  акт дыхания является беспрерывным и человек за сутки вдыхает  до 20 тыс. л воздуха. Даже незначительные концентрации химических веществ при  таком объеме дыхания приводят к  значительному поступлению примесей в организм.

В-третьих, непосредственным доступом загрязнителей во внутрь организма. Воздух при дыхании входит почти  в непосредственный контакт с  кровью, в которой растворяется почти  всё, что присутствует в воздухе. Из легких кровь поступает в большой круг кровообращения, минуя такой детоксикационный барьер, как печень. Установлено, что яд, поступивший ингаляционным путем, нередко действует в 8-100 раз сильнее, чем при поступлении через желудочно-кишечный тракт.

В-четвертых, трудностью защиты от загрязнителя. Человек, отказавшись употреблять в пищу загрязненные продукты или недоброкачественную воду, не может не дышать загрязненным воздухом.

 

 

 

Тема 3. Гидросфера.

 

1. Источники загрязнения гидросферы.

Загрязнение водных ресурсов возникает при залповом сбросе вредных веществ в поверхностные и подземные водные объекты, который причиняет вред или создает угрозу здоровью населения, нормальному осуществлению хозяйственной и иной деятельности, состоянию окружающей природной среды, а также биологическому разнообразию.