Особенности распределения загрязняющего вещества в пределах изучаемой территории

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Введение………………………………………………………………………...…3

Глава 1. Общая характеристика загрязняющих веществ……………………….4

Глава 2. Особенности размещения промышленных предприятий и их воздействие на компоненты природной среды………………………………..11

         2.1. Характеристика  промышленных предприятий……………………..11

         2.2. Особенности  загрязняющих компонентов природной  среды……..13

       2.2.1. Загрязнение  воздуха………………………………………………....13

       2.2.2. Загрязнение  воды………………………………………………….....15

       2.2.3. Загрязнение  почвы…………………………………………………...17

Глава 3. Особенности распределения загрязняющего вещества в пределах изучаемой территории……………………………………………………….….19

Заключение………………………………………………………………………22

Список использованной литературы…………………………………………...24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Экологическая проблема – проблема взаимоотношений общества и природы, сохранения окружающей среды. На протяжении тысячелетий человек постоянно увеличивал свои технические возможности, усиливал вмешательство в природу, забывая о необходимости поддержания в ней биологического равновесия.

 Особенно резко возросла  нагрузка на окружающую среду  во второй половине 20 века. Во  взаимоотношениях между обществом  и природой произошел качественный  скачёк, когда в результате резкого увеличения численности населения, интенсивной индустриализации и урбанизации нашей планеты хозяйственные нагрузки начали повсеместно превышать способность экологических систем к самоочищению и регенерации. Вследствие этого нарушился естественный круговорот веществ в биосфере, под угрозой оказалось здоровье нынешнего и будущего поколений людей.

Цель: Оценить степень загрязнения Туймазинской промышленной зоны хромом.

Задачи:

1. Дать определение загрязняющим веществам;

2. Дать характеристику хрому  как одному из загрязнителей почвы;

3. Дать характеристику промышленным предприятиям г. Туймазы;

          4. Оценить воздействие предприятий на окружающую среду;

          5. Показать распределение хрома  на территории промышленной зоны  г. Туймазы;

         6. Дать рекомендации по уменьшению  выбросов хрома в окружающую  среду.

 

 

 

 

 

1 Общая характеристика загрязняющих веществ

Загрязняющее вещество – это вид загрязнителя, являющегося любым химическим веществом, либо же соединением, которое попадает в окружающую нас природную среду извне в количествах превышающих, общее  сбалансированное количество содержащихся в экосистемах химических элементов.  Как правило, основным источником возникновения в окружающей среде загрязняющих веществ является человек, жизнедеятельность которого и приводит к загрязнению1.

Термин тяжелые металлы, характеризующий широкую группу загрязняющих веществ, получил в последнее время значительное распространение. В различных научных и прикладных работах авторы по-разному трактуют значение этого понятия. В связи с этим количество элементов, относимых к группе тяжелых металлов, изменяется в широких пределах. В качестве критериев принадлежности используются многочисленные характеристики: атомная масса, плотность, токсичность, распространенность в природной среде, степень вовлеченности в природные и техногенные циклы. В некоторых случаях под определение тяжелых металлов попадают элементы, относящиеся к хрупким (например, висмут) или металлоидам (например, мышьяк)2.

 В работах, посвященных проблемам загрязнения окружающей природной среды и экологического мониторинга, на сегодняшний день к тяжелым металлам относят более 40 металлов периодической системы Д.И. Менделеева с атомной массой свыше 50 атомных единиц: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi и др3.

Американский эколог Ю. Одум еще в 60-х гг. XX в. писал о стойких загрязнителях, которые в естественной среде не разрушаются вовсе либо разрушаются очень медленно. Стойкие загрязнители, разлагаясь на более ядовитые составляющие или соединяясь с другими веществами окружающей среды, биологически усиливаются по мере продвижения по пищевой цепочке. Если, например, такое стойкое вещество в очень малой концентрации находится в воде, то одноклеточные организмы, процеживая воду, накапливают его в своем теле. Рачки поедают одноклеточных, и в их теле концентрация вещества еще больше возрастает. Мелкая рыбешка питается рачками, а ее, в свою очередь, поедает крупная рыба, и каждый раз концентрация вещества растет. Крупная рыба может попасться человеку, и вместе с ее мясом он получает уже большую дозу опасного вещества, которое накапливается в его организме. Концентрация вещества в такой цепочке возрастает в тысячи раз, а возможны случаи ее повышения в миллион раз. Такие вещества называют супертоксикантами. Это в основном соединения, синтезированные человеком и не известные природе. Их список постоянно пополняется, и сейчас он включает многие пестициды, некоторые пластификаторы, полихлорированные бифенилы, фураны, диоксины, неразлагаемые детергенты и оксиданты, кадмий, свинец, ртуть. Очищать окружающую среду от подобных веществ невозможно. Можно только запретить их производство.

Поллютанты - вещества антропогенного происхождения, загрязняющие среду обитания живых существ. Различают промышленные (например, выбросы газов СО, S02, NH3), сельскохозяйственные (стоки животноводческих комплексов и т. п.), бытовые (стоки, содержащие моющие средства и др.)4.

Хром - элемент с глобальным рассеянием. Содержание в земной коре составляет 8,3х10-3%, однако в элементарном состоянии в природе не встречается. Содержание хрома в виде соединений в аэрозолях над континентами составляет 240-310х10-4%5.

В растительных и животных организмах встречается в следовых количествах. Избыток хрома в почвах вызывает различные заболевания у растений.

Присутствие хрома в почвах (до 50-70 мг/кг сухой почвы) обуславливает его передвижение по пищевой цепочке: почва-растение-животное-человек. Это будет приводить к увеличению поступления хрома в организм человека с пищевыми продуктами.

Хром - химический элемент VI группы периодической системы Менделеева, атомный номер 24, атомная масса 51,996; металл голубовато-стального цвета. Природные стабильные изотопы: 50Cr (4,31%), 52Cr (87,76%), 53Cr (9,55%) и 54Cr (2,38%). Из искусственных радиоактивных изотопов наиболее важен 51Cr (период полураспада T½ = 27,8 суток), который применяется как изотопный индикатор.

Среднее содержание Хрома в земной коре (кларк) 8,3·10-3% . Этот элемент, вероятно, более характерен для мантии Земли, так как ультраосновные породы, которые, как полагают, ближе всего по составу к мантии Земли, обогащены Хромом (2·10-4%). Хром образует массивные и вкрапленные руды в ультраосновных горных породах; с ними связано образование крупнейших месторождений Хрома. В основных породах содержание Хрома достигает лишь 2·10-2%, в кислых - 2,5·10-3%, в осадочных породах (песчаниках) - 3,5·10-3%, глинистых сланцах - 9·10-3% . Хром - сравнительно слабый водный мигрант; содержание Хрома в морской воде 0,00005 мг/л6.

В целом Хром - металл глубинных зон Земли; каменные метеориты (аналоги мантии) тоже обогащены Хромом (2,7·10-1%). Известно свыше 20 минералов Хрома. Промышленное значение имеют только хромшпинелиды (до 54% Сr); кроме того, Хром содержится в ряде других минералов, которые нередко сопровождают хромовые руды, но сами не представляют практическое ценности (уваровит, волконскоит, кемерит, фуксит)7.

Родиной хрома оказалась Сибирь. В XVIII веке обнаружили минерал крокоит, который иначе называли свинцовой рудой, которая имела красную окраску. Но хромовые руды были известны и ранее. Хром является относительно распространённый химический элемент. Его содержание в земной коре составляет 0,02 % от её массы. Но хром, даже в виде оксидов, выделить длительное время не удавалось. Отличаются соединения хрома от других, тем, что они имеют разные окраски. Даже этот факт не побуждал ученых к исследованиям минералов, содержащих хром. 
Привлек внимание только крокоит. Его впервые проанализировал немецкий учёный-химик И.Леман в 1766 году. И сделал он это в Петербурге. И.Леман растворил минерал в соляной кислоте, раствор имел очень красивый изумрудно-зелёный цвет. Учёный сделал вывод, что в крокоите содержится свинец, который загрязнён посторонними примесями. Эти примеси и были соединениями хрома. Химическая формула минерала РЬСг04(хромат свинца). Но Леману не удалось установить его состав. 
В 1770 году академик П.С.Паллас описал месторождение крокоита на Урале. Академик был путешественником, минерологом и никакого отношения к химии не имел. Но привезенный им минерал стал объектом исследований западноевропейских ученых. Кроитом заинтересовался один из крупнейших химиков в области химического анализа Л.Воклен. На начальных этапах изучения не обнаружил нового химического элемента. Он обнаружил железо, оксид кремния, оксид свинца. Но проведя более тщательные исследования обнаружил, что в состав минерала не входят ни железо, ни оксид кремния, ни другие известные химические элементы. Он отверг результаты многих своих исследований, проведенных раньше. И пришел к выводу, что минерал содержит неизвестный химический элемент. Л.Воклен прокипятил измельчённый крокоит с карбонатом калия. Образовавшийся после отделения карбоната свинца желтый раствор, по мнению ученого содержал новый химический элемент. Добавляя в раствор разные реактивы, ученый получал растворы с разной окраской. Название химического элемента хрома происходит от греческого слова, в переводе на русский "крашу". Название элемента предложил не Воклен, а его соотечественники А. Фуркруа и Р. Аюи. Практически одновременно, и не зависимо от Воклена, о существовании нового элемента, входящего в состав кроита, заявил М.Клапрот.

Источники поступления хрома в окружающую среду.

В свободном состоянии в природе хром не встречается. Его кларк в живом веществе составляет 7·10–5 %, он не накапливается биогенным путем. Известно 25 минералов Cr, важнейшие из них – хромшпинелиды-хромиты [(Fe, Mg)(Cr,Al)2O4].

Хром отличается широким разнообразием степени окисления (от +2 до +6) и способностью образовывать комплексные анионные и катионные ионы, например, Cr(OH)2+, CrO42-, CrO3. В природных соединениях он имеет степени окисления +3 и +6. В гумидных ландшафтах преобладают малоподвижные соединения Cr3+, водная его миграция здесь слабая. В элювиальных почвах степей и пустынь Cr3+ также малоподвижен, но здесь в резкоокислительной щелочной среде возможно окисление Cr3+ до Cr6+, который местами накапливается при засолении. В пустынях известны легкорастворимые хроматы калия и другие минералы. Все они редкие8.

В естественных условиях хром поступает в природную среду за счет пыли ветровой эрозии и вулканов (34 т на год). Так концентрация хрома в нефти составляет 3000 мг/кг, асфальте – 3000, угле – 200. Для сравнения в изверженных породах его содержание 200 мг/кг. Большое количество хрома выбрасывается теплоэлектростанциями, которые работают на буром и каменном угле. От ГРЕС в процессе производства энергии на земную поверхность в радиусе 5 км поступает 24 кг/км2 этого элемента. При сжигании угля за 1 год в окружающую среду попадает 2,11 т Cr.

Главные антропогенные источники выбросов этого металла – заводы по производству стали и ферросплавов (80 % от общего выброса), а также предприятия, которые сжигают нефть и уголь (15 %). Хром широко используется в металлургическом производстве и может считаться индикатором железной и стальной индустрии9.

В настоящее время соединения хрома используются как катализаторы химических процессов во многих отраслях промышленности – химической, химико-фармацевтической, жидкого топлива, органического синтеза, нефтяной, пищевой и многих других. Они чаще используются в производственных и технологических процессах10.

Влияние на живые организмы.

Токсичность соединения хрома находится в прямой зависимости от его валентности: наиболее ядовиты соединения хрома (VI), высокотоксичные соединения хрома (III), металлический хром и его соединения (II) – менее токсичны.

Независимо от пути поступления в первую очередь поражаются почки. Также страдают функции печени и поджелудочной железы. Хром обладает канцерогенным эффектом, поражает ЦНС, оказывает повреждающее действие на репродуктивную функцию. Хром относится к веществам 1 класса опасности11.

Применение хрома.

Использование хрома основано на его жаропрочности, твердости и устойчивости против коррозии. Больше всего Хрома применяют для выплавки хромистых сталей. Алюмино и силикотермический хром используют для выплавки нихрома, нимоника, других никелевых сплавов и стеллита.

Значительное количество хрома идет на декоративные коррозионно-стойкие покрытия. Широкое применение получил порошковый Хром в производстве металлокерамических изделий и материалов для сварочных электродов. Хром в виде иона Cr3+ - примесь в рубине, который используется как драгоценный камень и лазерный материал. Соединениями хрома протравливают ткани при крашении. Некоторые соли Хрома используются как составная часть дубильных растворов в кожевенной промышленности; PbCrO4, ZnCrO4, SrCrO4 - как художественные краски. Из смеси хромита и магнезита изготовляют хромомагнезитовые огнеупорные изделия. Соединения  Хром (особенно производные Cr6+) токсичны12.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Особенности размещения промышленных предприятий и их воздействие на компоненты природной среды

2.1 Характеристика промышленных  предприятий г.Туймазы

Туймазы занимает восьмое место по объему произведенной валовой продукции среди городов Республики Башкортостан.  
Автобетоносмесители разных модификаций, автобетононасосы и авторастворовозы с маркой ОАО “Туймазинский завод автобетоновозов” успешно эксплуатируются во всех уголках России и за рубежом. На заводе производятся культиваторы для сельского хозяйства, техника для ремонта нефтяных скважин, печи для финских и русских бань, бетоносмесители для индивидуальных застройщиков.

ЗАО “Туймазытекс” специализировано на выпуске нетканых полотен бытового и технического назначения. Оно выпускает около 15 наименований нетканых полотен: основы для искусственной кожи и линолеума, подоблицовочные  материалы для мягкой мебели, материалы для верха обуви, геотекстильные материалы для строительства дорог, укрепления берегов, оврагов, склонов типа “ТЕХПОЛ”, “ГЕОМАТ”, а также материалы для отделки салонов легковых автомобилей типа “МАЛИФЛИС”, синтепон, никелевые гильзы для ротационной печати на тканях.

     ОАО “Туймазыхиммаш” выпускает продукцию в емкостной и колонной аппаратуре, сушильном оборудовании, оборудовании для очистных сооружений, блоках для приготовления бурового раствора, воздухосборниках.

     Газоперерабатывающий завод занимается переработкой широких фракций легких углеводородов и попутного нефтяного газа, добываемых в республиках Башкортостан и Татарстан, получением сжиженного газа для бытового потребления, гексановой фракции и смеси пентанов для нефтехимии. Гексановая фракция и сжиженный газ частично поставляются на экспорт. Серафимовский опытный завод средств автоматики и телемеханики, филиал АО “Нефтеавтоматика”, выпускает системы автоматики для автоматизации производственных процессов добычи и переработки нефти.