Хімічне забруднення біосфери.
В основному існують три основних джерела забруднення атмосфери: промисловість, побутові котельні, транспорт. Частка кожного з цих джерел у загальному забрудненні повітря сильно різниться залежно від місця. Зараз загальновизнано, що найбільш сильно забруднює повітря промислове виробництво.
Атмосферні забруднювачі поділяють на первинні, що надходять безпосередньо в атмосферу, і вторинні, є результатом перетворення останніх.
Основним джерелом пірогенного забруднення на планеті є теплові електростанції, металургійні і хімічні підприємства, котельні установки, що споживають більше 70% щорічно видобувається твердого та рідкого палива. Основними шкідливими домішками пірогенного походження є наступні:
а) Оксид вуглецю. Виходить при неповному згорянні вуглецевих речовин. У повітря він потрапляє в результаті спалювання твердих відходів, з вихлопними газами і викидами промислових підприємств.
б) Сірчистий ангідрид. Виділяється в процесі згоряння серусодержащего палива або переробки сірчистих руд
в) Сірчаний ангідрид. Утворюється при окисленні сірчистого ангідриду. Кінцевим продуктом реакції є аерозоль або розчин сірчаної кислоти в дощовій воді, що підкисляє ґрунт, загострює захворювання дихальних шляхів людини. Пирометаллургические підприємства кольорової і чорної металургії, а також ТЕС щорічно викидають в атмосферу десятки мільйонів тонн сірчаного ангідриду.
г) Сірководень і сірковуглець. Надходять в атмосферу окремо або разом з іншими сполуками сірки. Основними джерелами викиду є підприємства по виготовленню штучного волокна, цукру, коксохімічні, нафтопереробні, а також нафтопромисли.
д) оксиди азоту. Основними джерелами викиду є підприємства, що виробляють азотні добрива, азотну кислоту і нітрати, анілінові барвники, нітросполуки, віскозний шовк, целулоїд.
е) З'єднання фтору. Джерелами забруднення являютсяпредпріятія попроізводству алюмінію, емалей, скла, кераміки, стали, фосфорних добрив.
Фторосодержащие речовини надходять в атмосферу у вигляді газоподібних сполук
- фтороводорода або пилу фториду натрію і кальцію. Сполуки характеризуються токсичним ефектом.
ж) З'єднання хлора. Надходять в атмосферу від хімічних підприємств, які виробляють соляну кислоту, хлоросодержащие пестициди, органічні барвники, гідролізний спирт, хлорне вапно, соду.
Аерозольна забруднення атмосфери
Аерозолі - це тверді або рідкі частинки, що знаходяться в підвішеному стані в повітрі. Тверді компоненти аерозолів у ряді випадків особливо небезпечні для організмів, а в людей викликають специфічні захворювання. В атмосфері аерозольні забруднення сприймаються у вигляді диму, туману, імли або серпанку. Значна частина аерозолів утворюється в атмосфері при взаємодії твердих і рідких частинок між собою або з водяною парою. Велика кількість пилових частинок утворюється також в ході виробничої діяльності людей.
Основними джерелами штучних аерозольних забруднень повітря є ТЕС, які споживають вугілля високої зольності, збагачувальні фабрики, металургійні, цементні, магнезитові і сажеві заводи. Постійними джерелами аерозольного забруднення є промислові відвали - штучні насипи з перевідкладеного матеріалу, переважно розкривних порід. Джерелом пилу й отруйних газів служать масові вибухові роботи. При деяких погодних умовах можуть утворюватися особливо великі скупчення шкідливих газоподібних і аерозольних домішок в приземному шарі повітря.
Фотохімічний туман (зміг)
Хімічне забруднення природних вод.
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 з них потрапляє у воду в результаті людської діяльності. До небезпечних забруднювачів водного середовища можна віднести неорганічні кислоти і підстави, які обумовлюють широкий діапазон рН промислових стоків (11,0 - 11,0). Серед основних джерел забруднення гідросфери мінеральними речовинами і біогенними елементами слід згадати підприємства харчової промисловості і сільське господарство. Забруднення ртуттю значно знижує первинну продукцію морських екосистем, пригнічуючи розвиток фітопланктону. Відходи, що містять ртуть, зазвичай нагромаджуються в донних відкладеннях заток або естуаріях рік. Подальша її міграція супроводжується накопиченням метилової ртуті і її включенням у трофічні ланцюги водних організмів. Так, сумну популярність придбала хвороба Мінамата, вперше виявлену японськими вченими в людей, що вживали в їжу рибу, виловлену в затоці Мінамата, у який безконтрольно скидали промислові стоки з техногенною ртуттю.
Кількість в світовому стоці забруднюючих речовин, млн.т. / рік:
1. Нафтопродукти 26,563
3. Відходи виробництв
синтетичних волокон 5,500
4. Рослинні органічні залишки 0,170
У зв'язку зі швидкими темпами урбанізації і кілька уповільненим будівництвом очисних споруд або їх незадовільною експлуатацією водні басейни і грунт забруднюються побутовими відходами. Побутові відходи небезпечні не тільки тим, що є джерелом деяких хвороб людини (черевний тиф, дизентерія, холера), але і тим, що вимагають для свого розкладання багато кисню.
Проблема забруднення Світового океану (на прикладі ряду органічних сполук)
Нафта і нафтопродукти
Нафта являє собою в'язку маслянисту рідину, що має темно-коричневий колір і володіє слабкої флуоресценції.
Нафта і нафтопродукти є найбільш поширеними забруднюючими речовинами в Світовому океані. До початку 80-их років в океан щорічно надходило близько 10,23% світового видобутку нафти. Найбільші втрати нафти пов'язані з її транспортуванням з районів видобутку. Аварійні ситуації, слив в кишеню танкерами промивних і баластних вод, - все це обумовлює присутність постійних полів забруднення на трасах морських шляхів.
Нафтова плівка змінює склад спектра і інтенсивність проникнення у воду світла. Пропускання світла тонкими плівками сирої нафти становить 1-10% (280 нм), 60-70% (400 нм). Плівка товщиною 130-40 мкм повністю поглинає
інфрачервоне випромінювання. Змішуючись з водою, нафта утворює емульсію двох типів: пряму "нафту у воді" і зворотну "вода в нафті". При видаленні летучих фракцій, нафта утворює в'язкі зворотні емульсії, які можуть зберігатися на поверхні, переноситися течією, викидатися на берег і осідати на дно.
Пестициди становлять групу штучно створених речовин, використовуваних для боротьби зі шкідниками та 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'янів. Встановлено, що пестициди знищуючи шкідників, шкодять багатьом корисним організмам і підривають здоров'я біоценозів. У сільському господарстві давно вже стоїть проблема переходу від хімічних (екологічно брудних) до біологічним (екологічно чистим) методам боротьби зі шкідниками.
Синтетичні поверхнево-активні речовини.
Детергенти (СПАР) 0относятся до великої групи речовин, що знижують поверхневий натяг води. Вони входять до складу синтетичних миючих засобів (СМС). широко застосовуються в побуті та промисловості. Разом зі стічними водами СПАР попадають у материкові води й морське середовище. Найбільш поширеними серед СПАР є аніоноактівние речовини. На їх частку припадає понад 50% усіх вироблених у світі СПАР. Присутність СПАР в стічних водах промисловості пов'язане з використанням їх у таких процесах, як флотационное збагачення руд, поділ продуктів хімічних технологій, отримання полімерів, поліпшення умов буріння нафтових і газових свердловин, боротьба з корозією устаткування. У сільському господарстві СПАР застосовується в складі пестицидів.
З'єднання з канцерогенними властивостями.
Канцерогенні речовини - це хімічно однорідні сполуки, що проявляють активність, що трансформує і здатність викликати канцерогенні, тератогенні (порушення процесів ембріонального розвитку) або мутагенні зміни в організмах. Залежно від умов впливу вони можуть призводити до інгібування росту, прискорення старіння, порушення індивідуального розвитку і 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 і палива.
Скидання відходів у море із цілю поховання (дампінг).
Багато країн, що мають вихід до моря, роблять морське поховання різних матеріалів і речовин, зокрема грунту, вийнятого при днопоглиблювальних роботах, бурового шлаку, відходів промисловості, будівельного сміття, твердих відходів, вибухових і хімічних речовин, радіоактивних відходів. Обсяг поховань склав близько 10% від всієї маси забруднюючих речовин, що надходять у Світовий океан. Підставою для дампінгу в море служить можливість морського середовища до переробки великої кількості органічних і неорганічних речовин без особливого збитку води. Однак ця здатність не безмежна. Тому дампінг розглядається як вимушений захід, тимчасова данина суспільства недосконалості технології. Скидання матеріалів демпінгу на дно і тривала підвищена мутність води призводить до загибелі від задухи малорухомі форми бентосу. У риб, що вижили, молюсків і ракоподібних скорочується швидкість росту за рахунок погіршення умов харчування й дихання. Нерідко змінюється видовий склад цієї спільноти.
Теплове забруднення поверхні водоемрв і прибережних морських акваторій виникає в результаті скидання нагрітих стічних вод електростанціями і деякими промисловими виробництвами. Скидання нагрітих вод у багатьох випадках спричиняється підвищення температури води у водоймах на 6-8 градусів Цельсія. Розчинність кисню зменшується, а споживання його зростає, оскільки з ростом температури підсилюється активність аеробних бактерій, що розкладають органічну речовину. Посилюється видове різноманіття фітопланктону і всієї флори водоростей.
На підставі узагальнення матеріалу можна зробити висновок. що ефекти антропогенного впливу на водне середовище проявляються на індивідуальному і популяційно-биоценотическом рівнях, і тривала дія забруднюючих речовин приводить до спрощення екосистеми.
Грунтовий покрив Землі є найважливіший компонент біосфери Землі. Саме ґрунтова оболонка визначає багато процесів, що відбуваються в біосфері.
Найважливіше значення грунтів складається в акумулюванні органічної речовини, різних хімічних елементів, а також енергії. Ґрунтовий покрив виконує функції біологічного поглинача, руйнівника і нейтралізатора різних забруднень. Якщо ця ланка біосфери буде зруйновано, то сформоване функціонування біосфери безповоротно порушиться.
Одним з видів антропогенного впливу є забруднення пестицидами.
Пестициди як забруднюючий фактор.
Кислі атмосферні випади на сушу.
Одна з найгостріших глобальних проблем сучасності й близького майбутнього - це проблема зростаючої кислотності атмосферних опадів і ґрунтового покриву. Райони кислих грунтів не знають посух, але їхня природна родючість знижена й нестійка; вони швидко виснажуються і врожаї на них низькі. Кислотні дощі викликають не тільки підкислення поверхневих вод і верхніх горизонтів грунтів. Кислотність з спадними потоками води поширюється на весь грунтовий профіль і викликає значне підкислення грунтових вод. Кислотні дощі виникають у результаті господарської діяльності людини, що супроводжується емісією колосальних кількостей оксиду сірки, азоту, вуглецю. Ці оксиди, надходячи в атмосферу переносяться на великі відстані, взаємодіють з водою і перетворюються в розчини суміші сірчистої, сірчаної, азотистої, азотної і вугільної кислот, які випадають у вигляді "кислих дощів" на сушу, взаємодіючи з рослинами, ґрунтами, водами. Головними джерелами в атмосфері є спалювання сланців, нафти, уг лей, газу в індустрії, у сільському господарстві, в побуті. Господарська діяльність людини майже вдвічі збільшила надходження в атмосферу оксиду сірки, азоту, сірководню й оксиду вуглецю.