Источники загрязнения биосферы и их влияние на организм человека

Содержание Введение 1. Исто чники загрязнения биосферы и их влияние на организм человека 2. Отхо ды химических производств 3. Утил изация и обезвреживание твердых отходов 4. Обра ботка и захоронение промышленных отходов Заклю чение Прило жение. Основные понятия Списо к литературы Введе ние К наиболее острым проблемам городов и других населенн ых пунктов относится проблема удаления и переработки твердых бытовых и промышленных отходов, что в значительной степени определяет санитарно- эпидемиологическое благополучие населенных мест . Загрязненная почва служит местом массового вы х ода мух и грызунов, являющихся переносчи ками заразных болезней, а болезнетворные микроорганизмы и токсические вещества могут поступать из почвы в подземные воды и открытые водоемы . Значительные недостатки в организации обезвреживани я и утилизации твердых, жидких бытовых и промышленных отходов поддержив ают напряженную санэпидситуацию в городе . При проведении анализа состояния хранения, обезврежи вания и утилизации промышленных отходов предприятий города отмечен це лый ряд негативных моментов при осуществлении данной деятельности . Крайне низкими темпами проводится работа по инвентар изации промышленных отходов руководством предприятий, места хранения и заключение договоров на утилизацию отходов согласовываются только п о требованию органов госсаннадзора и после применения к нарушителям ме р административного воздействия . Разработка технической документации по накоплению пр омышленных отходов и их дальнейшему применению не проводится . Санэпидслужба неоднократно сталкивается с ф актами вывоза отходов производства на городские полигоны, вторичному и спользованию отходов не уделяется должного внимания . Поступление промышленных отходов на полигоны твердых бытовых отходов под видом строительного и бытового мусора нарушает тех нологический цикл обезвреживания мусора, увеличивает нагрузку на уже с верхперегруженные полигоны . На самих промышленных предприятиях имеются многочисл енные факты хранения промышленных отходов в местах не согласованных с о рганами госсаннадзора, не качественно ведется документация по учету от ходов ( форма №1 ), не заключены договора на утилизацию отходов, в том числе на деме ркуризацию ртутьсодержащих люминесцентных ламп . Только в 1998 году организована фирма " Новый свет " по накоплению люм инесцентных ламп с дальнейшей их транспортировкой в г . Полтаву для переработки . В настоящее время большое количество накопившихся пр омышленных отходов ( отходы травильного, л акокрасочного, гальванического, литейного производства и других ) размещены на территории промпредприятий города, вопросы их утилизации не решаются . Ветошь, сжигаемая до 1999 года на целом ряде предприятий, в настояще е время скапливается на территориях, предпринимаются попытки ее вывоза на городские полигоны . Следует отметить, что вышеперечисленные недостатки у сугубляются отсутствием на территории Одесской области полигонов по у тилизации токсических промышленных отходов . Проблемы обезвреживания твердых и жидких бытовых отх одов на территории города так же актуальны и требуют незамедлительного решения . 1. Исто чники загрязнения биосферы и их влияние на организм человека Различают источники загрязнения биосферы природные и промышленные . Природные источники загрязнения вызваны естественными процессами ( извержением вулканов , почвенная пыль и т.д.) . Промышленные источники загрязнения биосферы можно р азделить на материальные (т.е. вещества ), включающие механ ические, химические и биологические загрязнения, и энергетические ( физические ) (рис .1 0 ) [ 8 ]. Механические загрязнения - это аэрозоли, твердые тела и частицы, содержащиеся в воде и почв е . Химические загрязнения - разнообразные газовые, жидкие и твердые хими ческие соединения, которые вступают во взаимодействие с биосферой . Биологические загрязнения - микроорганизмы и продукты их жизнедеятельн ости . К энергетическим загрязнениям относят все виды энергии - тепловую, м еханическую, световую, электромагнитную, энергию ионизации . Химические загрязнения - наиболее опасные виды загрязнений, так как они вызывают различ ного рода изменения в биосфере, а следовательно, могут воздействовать и на организм человека . Область биосферы постоянно расширяется ; этому способствует научно-технический прогр есс, в частности применение самолетов, ракет, космических кораблей, а так же проникновение человека в земные недра, например бурение глубинных скважин, вплоть до мантии Земли . Теперь биосфера включает в себя верхнюю ч асть твердой земной оболочки - литосф еры, всю гидросферу и атмосферу вплоть до стратосферы . Основными источниками загрязнения атмосферы, водоемо в и почвы являются вредные вещества, образующиеся в результате химико-те хнологических процессов . Атмосфера загрязняется в наибольшей степени отходящи ми газами, включающими соединения серы, особенно диоксид серы, содержащи йся в дымовых газах от сжигания сернистых углей и мазута, а также в отходя щих газах цветной металлургии, известерегенерационных печей ( ИРП ), содореген ерационных котлоагрегатов ( СРКА ) сульфатноцеллюлозного производства и ряда д ругих производств, потребляющих серу, серную кислоту и их производные . Оксиды азота образуются за счет окисления атмосферно го азота в металлургических, электрических печах при высоких температу рах . Основными источниками загрязнения атмосферы являютс я тепловые электростанции и автотранспорт ( угарный газ и ароматические углеводороды ), а также предприятия черной и цветной металлургии ( пыль, диоксид серы, оксиды азота, оксид углерод а, углеводороды ). Весьма значительные количества газопылевых выбросов дает промышленность строительных материалов . Химическая промышленность выбрасывает в атмосферу зн ачительно меньше вредных веществ, но многообразие химических производ ств, в том числе особо вредных, часто делает эти выбросы наиболее опасным и . Токсичны органические растворител и, амины, альдегиды, хлор и его производные, оксиды азота, синильная кислот а, фторсодержащие соединения, диоксид серы, фосфор, ртуть, сероводород, се роуглерод, металлоорганические соединения и др . Значительные количества вредных веществ возвращаются в ат мосферу при производстве кислот, щелочей, удобрений, цемента, соды, аммиа ка, искусственных волокон, красителей, ядохимикатов, резиновых изделий, органических растворителей и т.д. [ 8 ]. Особый вид загрязнений воздушного бассейна представл яют радиоактивные вещества, выделение которых возможно главным образо м при авариях на АЭС или при испытании атомного и водородного оружия . Наиболее массовыми загрязняющими веществами атмосфе ры являются диоксид серы, оксид углерода, оксиды азота, различные углево дороды и пыль . На их долю приходится до 85 % от общего количества вредных вещес тв, выбрасываемых в воздушный бассейн [ 81 . Отрицательное воздействие промышленных загрязнений на организм человека вызвано тем, что они содержат вредные вещества . Вредные вещества - э то вещества, которые при контакте с организмом человека, в случае наруше ния требований безопасности, могут вызвать производственные травмы, пр офессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья . Вредные вещества по степени воздействия подразделяют на четыре класса опасности : / - чрезвычайно опасные, 2 - высокоопасные, 3 - умеренно опасные, 4 - малоопасные . Класс опасности вредных веществ устанавливается в зависим ости от различных норм и показателей, и прежде всего от предельно допуст имой концентрации ( ПДК ) вредного вещества, под которой понимают концентрацию, не вызывающую каких-либо болезненных изменений в организме человека . Вредные вещества проникают в организм человека в виде паров, газов и пыли, оказывая на его клетки и ткани воздействие, влекущее з а собой нарушение нормальной жизнедеятельности . Проникают они чаще всего через дыхательный тракт, реже - через пищеварительный тракт или кож у . Ингаляционный путь поступления на иболее опасен, так как огромная всасывающая поверхность легочных альве ол, усиленно омываемых кровью, позволяет ядам быстро и почти беспрепятст венно проникнуть к важнейшим жизненным центрам . Вредные вещества могут оказывать на организм как мест ное, так и общее действие . Первое - это результат раздражения тканей в месте попадания ядов . Так действуют кислот ы, щелочи, некоторые соли и газы ( хлор, диокс ид серы, хлороводород, аммиак ). При общем действии яды всасываются в кровь, разносятся по организму и отравляют ткани и внутренние органы . К ним можно отнести пары ртути, сероводорода, оксид угле рода . Степень ядовитости веществ характеризуют следующие ф акторы : химическая структура ; свойства и физическое состояние вещества ( летучесть, растворимость, дисперсность, а грегатное состояние ); концентрация в ещества, длительность воздействия и температура ; комбинированное действие ядов, причем токсичность каждого из них может усиливаться или видоизменяться ( хлор и диоксид серы, метилмеркаптан и диоксид серы ). В гомологическом ряду предельных углеводородов сила наркотического действия возрастает с увеличением числа атомов углерод а в молекуле . Соединения с разветвленной боковой цепью действуют с лабее, чем нормальные изомеры ; циклич еские соединения, как правило, токсичнее, чем соединения с открытой цепь ю ; ненасыщенные соединения часто бол ее токсичны, чем насыщенные . Наблюдае тся возрастание токсичности химических элементов с повышением атомной массы и валентности . Чем выше растворимость ядов в воде и в жидкостях, тем то ксичность их выше . Хорошо растворимы й хлорид бария высокотоксичен, а нерастворимый в воде сульфат бария не т олько не ядовит, но и используется в медицине как рентгеноконтрастное ве щество . С повышением дисперсности ув еличивается токсичность вещества . На иболее опасны яды, находящиеся в паро - и газообразном состоянии . В производстве применяют многочисленные вредные веще ства : некоторые из них, попадая в орган изм, в зависимости от причиненной ими формы отравления ( острой или хронической ) могут вызвать поражение различных органов и систем . Так, при остром отравлении бензолом поражается преимущ ественно центральная нервная система, при хроническом - органы кроветворения . 2. Отхо ды химических производств Отходы возникают в результате производственной деяте льности и при потреблении и соответственно подразделяются на отходы пр оизводства и отходы потребления . Отходами производства следует считать остатки сырья, материалов или полуфабрикатов, образ овавшиеся в процессе изготовления продукции и утратившие свои потреби тельские свойства, а также продукты ф изико-химической или механической переработки сырья, добычи и обогащен ия полезных ископаемых, получение которых не являлось целью производст венного процесса и которые после соо тветствующей обработки могут быть использованы в народном хозяйстве как готовая продукция или в качестве с ырья для переработки [ 30 ]. К отходам производства также относят вещест ва, улавливаемые при очистке отходящих газов и сточных вод . Отходами потребления считают изделия и материалы, утратившие свои потребительские с войства в результате физического или морального износа . Их подразделяют на отходы промышленного и бы тового потребления . К первым относят, например, металлолом, оборудование, непригодное для дальнейшего исполь зования и др . Бытовыми являются пищев ые отходы, различного рода использованные изделия и др . Все виды отходов производства и потребления по возмож ности использования можно разделить на вторичные материальные ресурсы ( BMP ), пригодные для переработки, и на неизбежные безвозвратные поте ри . Номенклатура BMP химической промышленности включае т около 120 видов отходов, имеющих промышленное значение . Наиболее важные из них : пиритные огарки, образующиеся при сжигании колчедана при получении серной кислоты, в количестве 0,6 т на каждую тонну кислоты, а т акже при получении сернистной кислоты в производстве сульфитной целлю лозы ; фосфогипс, образующийся при переработке фосфорсодерж ащего сырья на комплексные удобрения на стадии сернокислотного разлож ения фосфатов в количестве 4 - 8 т на 1 т фо сфорной кислоты ; хвосты обогащения, образующиеся при получении концен тратов фосфорного сырья в количестве 1,7 - 2,0 т на 1 т готовой продукции ; хвосты флотации серных руд, содержащие 70 - 80 % карбонат а кальция ; галитовые отходы, образующиеся на обогатительных фаб риках калийных комбинатов в количестве 1,8 - 2,6 т на 1 т хлорида калия ; дистиллерная жидкость при производстве кальцинирова нной соды, образующаяся в количестве 8 т на 1т готовой продукции ; абгазная соляная кислота, образующаяся при производс тве различных хлорорганических продуктов ; шлаки в производстве желтого фосфора в количестве 11 т н а 1 т товарной продукции ; гидролизная серная кислота при получении диоксида ти тана из ильменитового концентрата в количестве 8,6 т 22 - 24 % - й серной кислоты на каж дую тонну готовой продукции, и др . Весьма значительные отходы образуются на предприятия х черной и цветной металлургии, электростанциях и угольных шахтах . В целлюлозно-бумажной промышленности многотоннажным и отходами являются : кора, отделяющая ся при окорке древесины, отходы сортирования щепы и волокнистой массы, о гарки, различного рода шламы . В гидролизной промышленности также многотоннажным от ходом является лигнин . П ри очистке сточных вод образуются отходы в виде скопа, избыточного актив ного ила, шламлигнина и другие, направляемые в шламонакопители, занимающ ие большие участки земли . Имеются шла мы в процессах газопылеочистки . 3. Утил изация и обезвреживание твердых отходов Обезвреживание твердых промышленных и бытовых отход ов, в том числе утилизация осадков, скопов, шламов очистных сооружений - одна из сложных и трудноразрешимых з адач . Многие мало - и крупнотоннажные отходы пока не находят применения, и поэтому предприятия вынуждены избавляться от них теми или иными способ ами . Определенную часть отходов соби рают организации Главвторчермета и Главвторсырья, но значительную час ть неутилизируемых отходов обычно захороняют в грунтах или складируют на специально отведенных полигонах . Наиболее простые и распространенные сооружения для о безвреживания отходов - усовершенст вованные свалки ( полигоны ), где происходит анаэробное саморазложение о тходов в их толще в течение десятков лет . В результате разложения образуются токсичные газы и фильтраты , загрязняющие водный и воздушный бассейны, причем метан, сероводород, св ободный водород дают взрывоопасные смеси . Чрезвычайно опасен в санитарном отношении сток из-под свалок в следствие загрязнения микроорганизмами . Поэтому при выборе или подготовке участка под полигон обязате льна естественная или специально со зданная гидроизоляция . В последние годы развивается новое направление - ускоренное обезвреживание отходов : вместо десятков лет бытовые отходы утили зируются в течение 4 - 18 месяцев при спец иальном полевом компостировании или в течение 1 - 3 недель на мусороперерабатывающих заводах . В результате развивающихся при компостирова нии анаэробных процессов органические вещества разлагаются с образова нием подвижных форм хорошо усвояемого азота . Температура в буртах может достигать 50 - 70 °С . В этих процессах вед ущую роль играют бактерии, для которых источником энергии служат органи ческие соединения . При этом мусор пре образуется в гомогенную гумусированную массу, т.е. в ценные азотные удобрения . При химической и термической переработке мусора на сп ециальных заводах ускоренно получают не только удобрения, но и этиловый спирт из отходов, содержащих, например, целлюлозу . 4. Обработка и захоронение промышленных отходо в Современный уровень техники пока не позволяет полностью утилизировать все образующиеся отходы промышленных производ ств . В то же время многие неутилизуемы е отходы исключительно токсичны и их обезвреживание существующими мет одами невозможно . По этому даже их захоронение представляет собой серье зную проблему, суть которой состоит в полном исключении возможности про никновения токсичных газов в атмосферный воздух, а фильтратов - в природные воды, о из направлений рациональн ого решения этой проблемы - создание с пециальных полигонов захоронения отходов, первый из которых был создан под Ленинградом . Территория, выбранн ая под полигон, подстилается твердыми и полутвердыми, практически водоч ными отложениями нижнекембрийских глин мощностью пласта около 70 м, залегающих на сравнительно небо льшой глубине от поверхности Земли ( до 4 м ). Под ними находятся слабоводоносные пески и пес чаники мощностью до 20 м . Первоначально под полигон было отведено 50 га . Эта терр итория была окружена кольцевым валом из глины и каналом для перехвата ст ока с поверхности полигона . территор ия полигона разделена на зоны : имеются отдельные участки для захоронени я отходов гальванических производств, органических жидких отходов ( кубовые остатки ректификационных колонн, лакокрасочные коды, фенольные воды, а также твердые отходы прои зводства пластмасс, обрезки пленки и др.) , особо вредных отх одов ( соединения ртути, фтора, синильной к ислоты и т.п.) , а также учас ток цилиндрических печей для сжигания горючих отходов и рекуперации те пла . Отходы гальваники предварительно нейтрализуют и у паривают в котлованах глубиной 11 - 12 м , после чего засыпают двухм етровым слоем кембрийской глины ; ор ганические отходы принимают в котлованы глубиной 1 м, а особо вредные отходы захоранивают в гермети чн ых бетонных или металлических контейнерах . Пос ле засыпки котлована глиной сверху наносят п лодород ный грунт и территорию озеле няют . На полигон посту пает в год до 48 тыс . т отходов , в том числе около 50 т - особо токсичных . П олигон представляет собой крупное современное пр едприятие, имеет спец иальную лабораторию для конт роля со става поступающих отходов и постоянного от бора проб воды в кольцевых каналах . Порядок захоро нения реглам ентирован специальными правилами . Заклю чение Современные темпы научно-технического прогресса хара ктеризуются не только позитивными, но и негативными процессами . Резкое возрастание за последнее столетие объ емов промышленного и сельскохозяйственного производства, развитие тра нспорта, энергетики, химизации, возрастание урбанизации территории и ко личества населения привели к увеличению пагубного влияния общества на природную среду . Возникла необходимо сть активной борьбы с загрязнением окружающей среды . Среди негативных последствий все больший размах приоб ретают отходы как промышленного, военного, так и сельскохозяйственного производства . Во всех случаях важным для промышленных, военных, косми ческих и сельскохозяйственных объектов, является рациональное использ ование недр для захоронения токсичных и радиационных отходов, хранения жидких и газоподобных энергоносителей в искусственных хранилищах и т.п. Правильный выбор мест захоронения отходов с отрицате льными минимальными последствиями для окружающей среды имеет очень бо льшое значение в социальном, экономическом и политическом плане . Как один из способов, направл енных на решение проблемы утилизации и захоронения отходов, предлагает ся создание системы оптимального управления потоками отходов на объек тах различных видов деятельности . Эт от процесс включает наработку нормативно-правовых, административных и экономических механизмов, способствующих достижению цели минимизации пагубного воздействия с учетом социально-экологических факторов . Данные исследования, по оцен ке и управлению потоками отходов на объектах различных видов деятельно сти с учетом возникающих экологических проблем, являются одним из наибо лее эффективных средств обеспечения предотвращения загрязнения приро дной окружающей среды, и, как следствие, состояния здоровья населения . Прило жение . Основные понятия Объект размещения отходов - специально оборудованное сооружение, предназначенное для раз мещения отходов ( полигон , шламохранилище, хвостохранилище, отвал горн ых пород и др.) Полигон по обезвреживанию и захоронению отходов - специализированное предприятие, занимающе еся централизованным сбором, транспортировкой, хранением, изменением х арактеристик и организованным захоронением неиспользуемых отходов . Полигон, как правило, оборудуется ком плексом сооружений в целях предотвращения проникновения хранимых отхо дов к окружающую среду или их негативного воздействия на окружающую сре ду . Отходы - остатки сырья, м атериалов, некондиционные и побочные продукты производства, использов анная или потерявшая свои первоначальные потребительские качества гот овая продукция потребления, размещаемые в определенных местах по опред еленным правилам, с последующим обязательным использованием, перерабо ткой или ликвидацией, захоронением . С огласно ( 19 ), в 19997 г . в России ввезено ок .2 30 тыс . отходов ( 83,7 % - гранулированный шлак и ок .1 млн . а втопокрышек ); экспорт ок . 19 4 тыс . т . ( преимущественно отходов черны х и цветных металлов, медьсодержащие шлаки и др.) Токсичные отходы - отхо ды, содержащие особо вредные для здоровья человека вещества, а также пре дставляющие опасность для окружающей среды . В государственной статистике в этот раздел не включают вредны е вещества ( продукты, соединения ), являющиеся готовой продукцией или полуфабр икатами . Согласно ( 19 ), к началу 1997 г . в России в различных отраслях промышленности накопилось более 1400 млн . т . Токсичн ых отходов . Списо к литературы 1. Максимов В .Ф., Стадницкий Г .В. Введение в специальность : Учебное пособие для вузов . - Л .: Химия, 1988 . 2. Снакин В .В. Экология и охрана природы . Словарь-справочник . Под ред . академика А .Л. Яншина . М .: Академия, 2000 . 3. Стадницкий Г .В., Родионов А .И. Экология : Учеб . пособие для химико-технологических вузов . - М .: Высш . шк ., 19 88 .