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 / годЅ а)
а) Будівництво, сільське і лісове господарство, військовий, рейковий і водний транспорт, повітряні сполучення.
б) Включаючи армійські служби.
в) Промисловість: інші області переробки, підприємства і гірнича справа, процеси (тільки промислові).
г) нафтопереробні заводи, коксові батареї, брикетування.
д) Для промислових електростанцій тільки виробництво енергії.
Енергетичні об'єкти - джерела найбільших обсягів хімічного забруднення
З табл. 2 ([1] стор. 109) видно, що найбільша кількість відходів пов'язано з виробництвом енергії, на споживанні якої заснована вся
Таблиця 3. Викиди в атмосферу електростанцією потужністю 1000МВт в рік (в тоннах).
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;
Транспорт як джерело хімічного забруднення
Хімічна ромишленность як джерело забруднення
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).
Вплив хімічних речовин на навколишнє середовище
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 незворотні зміни стану екосистеми.
Впливу на окремі особини і популяції
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).
Вплив на екосистему
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).
Заходи, які проводяться для мінімізації ризику використання хімічних продуктів
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.
Технічні заходи, що використовуються для запобігання небезпеки промислових викидів
Для скорочення і зменшення викидів хімічних речовин на промислових підприємствах необхідно проводити наступні заходи:
Необхідно проектувати будь-яке виробництво так, щоб викиди були свідомо мінімальні.
Необхідно суворо дотримуватися технологічні режими виробництва.
Необхідна обов'язкова герметизація устаткування на виробництвах, де присутні і виходять хімічні сполуки (це стосується не тільки хімічної промисловості).
Необхідне впровадження безперервних технологічних процесів і замкнутого кола виробництва, оборотного водоспоживання.
Необхідно проводити заходи із запобігання аваріям (наприклад, планово-профілактичний ремонт обладнання).
Боротьба з втратами при транспортуванні (запобігання аваріям газо- і нафтопроводів).
Боротьба з емісією (виділенням) промислових газів в атмосферу.
Необхідно застосування систем очищення стічних вод і боротьби із забрудненням.
Обов'язкова переробка і утилізація відходів, вторинне використання відходів.
Розглянемо більш докладно два останні пункти.
Боротьба із забрудненням води
Розуміння необхідності регульованого водопостачання і знешкодження стічних вод виникло дуже давно. Ще в Давньому Римі будували акведуки для постачання свіжою водою і "Cloaca maxima" - 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:
Зниження кількості відходів вже в процесі виробництва продукції.
Зменшення відходів за рахунок їх сортування при зборі.
Широке вторинне використання матеріалів, отриманих з відходів.
Видалення залишаються після переробки відходів з мінімально можливим ризиком для навколишнього середовища і здоров'я людини.
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).