ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Общие понятия • ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ – привнесение в окружающую среду новых, не характерных для нее физических, химических и биологических агентов или превышение их естественного уровня. • Естественное загрязнение окружающей среды происходив в результате извержений вулканов, пыльных бурь, лесных пожаров и т. д. • Человек может изменять соотношение и интенсивность обычных факторов среды или создавать совершенно новые, отсутствующие в природе. • Наиболее опасными для организмов являются новые для окружающей среды соединения, синтезированные человеком, так как в природе отсутствуют механизмы их естественной деградации. Поэтому они могут сохраняться там десятилетиями. Такие вещества называются ксенобиотиками (ксенос-чужой, биос-жизнь). • Количество загрязняющего агента, которое не вызывает негативные изменения в состоянии здоровья человека и его потомства называется предельно допустимой концентрацией (ПДК) – для химических и биологических загрязнителей и предельно допустимым уровнем (ПДУ) – для физических воздействий.
Взаимодействие в системе «производство – окружающая среда» Следует отметить, что каждые 7– 8 лет общее количество полезных ископаемых, используемых человеком, удваивается. Потребности современного человека составляют 20– 30 т/год различных видов минерального сырья, из которых в лучшем случае 1– 2% переходят в конечную продукцию. Следовательно, при существующей технологии пятимиллиардное население планеты должно «производить» не менее 100 млрд. т производственных отходов. К этому количеству следует добавить немалую долю отходов потребления, среди которых только бытовые отходы индустриально развитых стран Запада составляют более 13 млрд. т. , и их объем увеличивается в 10 раз быстрее роста населения.
Классификация загрязнителей Химическое — загрязнителем являются вредные химические вещества и соединения. аэрозольное — загрязнитель-аэрозоль (система маленьких частиц). аэрозольное Физическое – отклонение от нормы физических параметров окружающей среды. тепловое — искусственный нагрев воды и воздуха; тепловое световое — излишнее освещение ночного неба; шумовое — промышленный и транспортный шум; шумовое электромагнитное — совокупность электромагнитных полей, разнообразных частот, негативно электромагнитное влияющих на человека; радиоактивное — превышение естественного радиоактивного фона; радиоактивное механическое — загрязнение химически инертным мусором, механическое воздействие на среду; механическое космический мусор – фрагменты космических летательных аппаратов, находящихся в космосе космический мусор Биологическое - внесение в окружающую среду чужеродных биологических объектов интродукция новых видов в экосистемы. Наиболее известный пример — бесконтрольно интродукция расплодившиеся в Австралии кролики; микробное попадание в окружающую среду микробов, в особенности болезнетворных; микробное загрязнение органическими соединениями, способными к сбраживанию (отходы пищевой, органическими соединениями, способными к сбраживанию целлюлозно-бумажной промышленности); Визуальное (эстетическое) — нарушение естественных пейзажей постройками, проводами, мусором, автомобилями, шлейфами самолётов и т. д.
Многообразие источников загрязнения
Комбинированное действие загрязнителей В большинстве случаев человек и окружающая среда подвергаются воздействию сложного комплекса вредных веществ, часто в сочетании с другими неблагоприятными факторами (шумы, излучения, высокие и низкие температуры и др. ). Под комбинированным действием загрязнителей понимают одновременное или последовательное воздействие на организм двух или более токсических веществ, поступающих одним и тем же путем (ингаляционно, перорально и т. д. ).
Классификация Различают следующие типы совместного действия токсических агентов: Суммационный (аддитивный) эффект-1 - однородное совместное действие двух или большего числа токсикантов (А + В) = (А) + (В). В этом случае разные вещества воздействуют на одну и ту же систему рецепторов. Так действуют ароматические углеводороды (бензол и толуол; толуол и ксилол), раздражающие газы (хлор и оксиды азота; оксиды азота и сернистый газ и др. ), некоторые пестициды (хлорофос и тиофос; хлорофос и фосфамид). Суммационный (аддитивный) эффект-2 - независимое совместное действие токсикантов. Это происходит, когда токсические компоненты имеют различный механизм действия и воздействуют на разные звенья и органы. При этом получаемые эффекты не связаны друг с другом и эффект простого суммирования встречается реже (севин и бутифос; сероводород и фенол; сероводород и оксид углерода; и др. ). Подопытное животное чаще погибает от воздействия одного или другого компонента, чем в результате их совместного эффекта.
Классификация Синергизм (синергический эффект) — одно вещество усиливает действие другого: (А + В) > (А) + (В). Воздействие суммы загрязнителей А и В значительно больше, чем сумма воздействий отдельно вещества А и вещества В. Например, мутагенность бенз(а)пирена возрастает при добавлении не мутагенного антрацена. Антагонизм (антагонистический эффект) — одно вещество ослабляет действие другого: (А + В) < (А) + (В). В этом случае совместный эффект меньше суммы эффектов каждого из веществ, входящих в комбинацию, при их изолированном воздействии: Например, антрацен снижает мутагенность 7, 12 -диметилбенз(а) антра-цена и бенз(а)антрацена.
Кумуляция загрязнителей в организме Накопление массы яда в организме называют материальной кумуляцией, а накопление вызванных ядом изменений - функциональной кумуляцией. Часто наблюдаются одновременно материальная и функциональная кумуляции. Функциональная кумуляция происходит в результате отравления хлорированными углеводородами, бензолом, бензином, многими другими газами и парами, легко выделяющимися из организма с выдыхаемым воздухом; материальная кумуляция – при отравлении металлами. С кумуляцией в организме яда или вызванных им изменений тесно связано хроническое отравление. Чем быстрее накапливаются вредные для организма последствия систематического вдыхания вредного вещества, тем больше опасность хронического отравления. Чем выше кумулятивность, тем ниже предельно допустимая концентрация, предупреждающая хроническое отравление. Это учитывается при гигиенической регламентации вредных веществ. Выяснение кумулятивных свойств ядов - непременное условие разработки эколого-гигиенических нормативов их содержания в объектах производственной и окружающей среды.
Привыкание к ядам При длительном воздействии многих ядов в малых дозах и низких концентрациях вырабатываются приспособления к их хроническому воздействию (уменьшается реакция организма на воздействие ядов). Механизм привыкания к различным ядам различен. Например, привыкание к мышьяку отмечается только при его поступлении через желудочно-кишечный тракт и объясняется ухудшением всасывания мышьяка в желудке и кишечнике. Привыкание к алкоголю обусловлено ускорением его окисления в организме и т. д. Привыкание достигается значительным напряжением компенсаторных функций организма и их механизмов. При срыве этих механизмов возможен переход в явно выраженную форму хронического отравления. Следовательно, биологическое привыкание к ядам должно рассматриваться, как отрицательное. Яд!
Влияние на организм загрязнителей Влияние загрязнителей на организм человека может проявляться, в основном, тремя типами патологических эффектов. 1. Острая интоксикация возникает при одномоментном поступлении токсической дозы загрязнителя. Токсические проявления характеризуются острым началом и выраженными специфическими симптомами отравления. 2. Хроническая интоксикация обусловлена длительным, часто прерывистым, поступлением химических веществ в субтоксических дозах, начинается с появления малоспецифических симптомов.
Влияние на организм загрязнителей 3. Отдаленные эффекты воздействия токсикантов: а) гонадотропный эффект проявляется воздействием на сперматогенез у мужчин и овогенез у женщин, вследствие чего возникают нарушения репродуктивной функции организма. б) эмбриотропный эффект проявляется нарушениями во внутриутробном развитии плода: -тератогенный эффект – возникновение нарушений органов и систем, проявляющиеся в постнатальном (после рождения) развитии; -эмбриотоксический эффект – гибель плода, или снижение его размеров и массы при нормальной дифференцировке тканей. в) мутагенный эффект – изменение наследственных свойств организма, за счет нарушений ДНК. г) онкогенный эффект – развитие доброкачественных и злокачественных новообразований. Примеры нарушений эмбрионального развития плода, при употреблении матерью зараженной воды
Влияние на эмбрион Определенные поллютанты (загрязнители) обладают способностью проникать через плацентарный барьер. Известно более 600 химических веществ, способных проникать от матери к плоду через плаценту, в силу чего развитие эмбриона происходит в условиях химизации его внутренней среды. Это может привести к гибели плода или болезни новорожденных детей (гипотрофия плода, гепатит, нарушение функции почек, дыхания и сердечно-сосудистой системы и т. д. ).
Тяжелые металлы • Тяжёлые металлы — группа химических элементов со свойствами металлов и значительным атомным весом либо плотностью. Они относятся к приоритетным загрязняющим веществам, наблюдения за которыми обязательны во всех средах. • Учитывая высокую опасность отравления тяжелыми металлами, объединенная комиссия ФАО (Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН)/ВОЗ (Всемирная организация здравоохранения) по пищевому кодексу (Codex Alimentarius) включила ртуть, кадмий, свинец, мышьяк, медь, стронций, цинк, железо в число компонентов, содержание которых контролируется при международной торговле продуктами питания. • В России и СНГ подлежат контролю еще пять элементов (сурьма, никель, хром, а также фтор, йод) и легкий металл -алюминий, а при наличии показаний могут контролироваться и некоторые другие металлы. • Медико-биологическими требованиями Сан. Пи. Н 2. 3. 2. 560— 96 определены критерии безопасности для следующих металлов: свинец, мышьяк, кадмий, ртуть, медь, цинк, олово, хром, железо.
Комбинированное действие тяжелых металлов Комбинированное воздействие тяжелых металлов на живые организмы может как усиливать, так и ослаблять их токсический эффект. В частности, взаимное влияние катионов Zn 2+, Cu 2+, Ni 2+ и Cd 2+ на планктонных и бентосных ракообразных имеет характер синергизма, а на олигохет — антагонизма Планктонные веслоногие рачки олигохеты (малощетинковые черви)
ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ: РТУТЬ Ртуть попадает в организм при дыхании, с пищей и через кожу. Особенно токсичны органические соединения ртути: метилртуть, этилртуть и др. В организме человека ртуть циркулирует в крови, соединяясь с белками, частично откладывается в печени, почках, селезенке, ткани мозга. Соединения ртути легко проникают в плод через плаценту и в материнское молоко и поэтому особенно опасны для грудных детей. Биогеохимический цикл ртути (по Р. Р. Бруксу) Из организма ртуть выделяется через почки, кишечник, потовые железы. Необходимо примерно 70 дней, чтобы накопленное в организме количество ртути уменьшилось наполовину. Характерный признак отравления ртутью - появление по краям десен каймы сине-черного цвета.
ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ: РТУТЬ В Средние века отравление ртутью получило название «болезнь сумасшедшего шляпочника» , так как ею заболевали мастера, применявшие ртутные препараты при изготовлении фетровых шляп. У людей наблюдались патологические симптомы – болезни почек, воспаление десен и даже безумие. Первое массовое ртутное отравление (получившее название "болезнь Минамата") случилось в 1956 г. в заливе Минамата (Япония), когда было зарегистрировано 130 заболевших, второе произошло также в Японии (в районе реки Агано, в префектуре Ниигата) в 1964 -1965 гг. , когда заболело 180 человек, из которых 52 умерли. Эти отравления явились результатом загрязнения воды ртутьсодержащими отходами от расположенных вблизи заводов. Концентрация ртути в воде залива Минамата была в 4 -30 тысяч раз выше, чем в открытом океане. В рыбе, вызвавшей отравления у людей, содержание метилртути было в сотни раз больше, чем в воде залива, где она была выловлена. Завод Минамата Залив Минамата
ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ: РТУТЬ • Заболевание на начальных стадиях выражалось преимущественно симптомами поражения центральной нервной системы. При этом отмечались расстройства речи, нарушения походки, понижение слуха и зрения. • Было выявлено более высокое (в среднем на 25%) содержание метилртути в клетках крови у новорожденных, чем у их матерей, что объясняется более высокой чувствительностью плода к этому яду. У некоторых детей, родившихся от заболевших матерей, оказались различные врожденные уродства. • Суточная предельно допустимая доза ртути для взрослого человека - 0, 05 мг, из которых метилртути не должно быть более 0, 03 мг. Мемориал в музее болезни Минамата
ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ: РТУТЬ Экологическая опасность ртутьсодержащих ламп В настоящее время, в России единовременно эксплуатируются не менее 150 млн. светильников с ртутными лампами. Ежегодно выходит из строя не менее 72 млн. ртутных ламп, содержащие около 4 т. ртути, потенциально способной рассеяться в окружающей среде. Из указанного количества изделий в целом по стране ежегодно перерабатывается не более 40%, что обусловлено отсутствием во многих регионах и городах России соответствующей системы утилизации. Отходы связаны с использованием разнообразных ртутьсодержащих изделий увеличивают постоянное присутствие содержание ртути в городской среде, загрязняя ее токсичной ртутью. Из-за содержания ртути люминесцентные лампы должны утилизироваться с соблюдением всех мер экологической безопасности, выбрасывать на свалку такие лампы ни в коем случае нельзя! Удаление ртути из ламп должно осуществляться на специализированных предприятиях, с использованием специального оборудования.
ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ: СВИНЕЦ Свинец является одним из наиболее токсичных металлов, он занимает первое место среди причин промышленных отравлений и включен в списки приоритетных загрязнителей рядом международных организаций. Основными источниками поступления свинца в окружающую среду являются: - выбросы промышленных предприятий, - применение этилированного бензина, - использование свинецсодержащих припоев в консервной промышленности, - использование свинецсодержащих красок, - применение свинцовых материалов в водопроводных системах. Рис. Биогеохимический цикл свинца (по Р. Р. Бруксу) Главным источником поступления свинца в организм человека являются почва (пыль и пищевые цепочки), вода и атмосферный воздух
ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ: СВИНЕЦ Свинец даже при крайне низких концентрациях в окружающей среде способен оказывать негативное воздействие на здоровье людей. Он наносит существенный ущерб нервной системе человека, что негативно влияет на интеллектуальное развитие подрастающего поколения До недавнего времени наиболее опасными источниками загрязнения свинцом были двигатели автомобилей. Переход на бессвинцовый бензин улучшил ситуацию. Тем не менее свинец, который еще содержится в выхлопных газах машин, может пагубно отражаться на состоянии здоровья человека и на содержании свинца в почве близ оживленных автострад. Поэтому не рекомендуется собирать и использовать растения и их плоды вблизи автодорог. Допустимый еженедельный прием свинца для человека составляет 3 мг. Это основано на данных о токсичности для взрослых людей и на предположении, что поглощается только 10 % принятого с пищей свинца. ПДК свинца в воздухе так же, как и для ртути, составляет 0, 003 мг/м 3.
ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ: КАДМИЙ Кадмий попадает в окружающую среду через воздух и воду при добыче и промышленной переработке сырья, при сгорании некоторых видов топлива, сжигании городских отходов, со сточными водами и т. д. Он используется в гальванопластике, входит в состав красителей, используемых в быту, в состав минеральных удобрений и табачного дыма. Основные источники Cd Вклад Вблизи металлургических предприятий из-за в общий оседания Сd из атмосферы содержание его выброс % на поверхности почвы в 20 -50 раз выше, чем на контрольных участках; в воздухе крупных промышленных городов концентрация Цинко-кадмиевые заводы 60 кадмия достигает 15 ПДК. Медно-никелевые заводы 23 Кадмий обладает способностью Сжигание топлива 10 накапливаться в живых организмах при длительном воздействии пыли, а также Сжигание отходов 3 веществ, содержащих повышенное Прочие 4 количество металла. Установлено, что в организм взрослого жителя США в сутки поступает 50 -60 мкг, в Швеции – 70 мкг, а в Японии 80 мкг кадмия. Воздействие даже незначительных доз кадмия может привести к серьезным заболеваниям нервной системы и костных тканей.
ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ: КАДМИЙ Кадмий при попадании в организм поражает почки и нарушает кровяное давление, являясь одним из факторов развития гипертонии. Кроме того, соединения кадмия являются сильными канцерогенами. Люди отравляются кадмием: - употребляя зерновые и овощи, выращенные с использованием избыточного количества удобрений, а также растущие на землях, расположенных вблизи от нефтеперегонных заводов и металлургических заводов; - вдыхая загрязненный воздух (табачный дым, продукты сгорания угля, дизельного топлива, стекольное, цементное производство, гальваническая пром-ть); - употребляя загрязненную воду. Тяжелое костное заболевание ("итай-итай"), вызванное хроническим отравлением кадмием, впервые было отмечено в Японии в 1956 г. , когда содержащие кадмий сточные воды японского концерна "Мицуи" попали в оросительную систему расположенных неподалеку рисовых полей. Употребление людьми в пищу отравленного риса вызвало у них апатию, боли в различных частях тела, повреждение почек и размягчение костей. Имели место случаи смертельных исходов.
ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ: ХРОМ, МЕДЬ Хром и его соединения (хромовый ангидрид, окись хрома, хромовая кислота и ее соли), применяются при электролитическом хромирований, в химической, керамической, текстильной, спичечной промышленности, в фотографии, производстве фунгицидов, органических красителей, карандашей и т. д, Отравление хромом происходит при поступлении его в организм через органы дыхания, пищеварительный аппарат и кожу (соли хрома). Хром вызывает раздражение слизистых оболочек верхних дыхательных путей, оказывает сенсибилизирующее действие (повышенная чувствительность клеток и тканей); вызывает поражение печени, почек, сердца, аллергию, рак, расстройства психики. На производствах, связанных с хромом, заболеваемость раком среди рабочих в 30 раз выше, чем среди рабочих других производств. Препараты меди – медный купорос, бордосская жидкость (раствор медного купороса в известковом молоке), бургундская жидкость (смесь сульфата меди и карбоната натрия) и др. применяются в качестве ядохимикатов в сельском хозяйстве. Медная пыль может попасть в организм при работе с изделиями из этого металла (зачистка, шлифовка и т. д. ) Соединения меди очень токсичны, они обладают мутагенными свойствами. При интоксикации соединениями меди поражаются печень, легкие, развивается гипертония, возможны развитие аллергии и расстройство нервной системы.
тяжелые металлы: источники поступления в окружающую среду и влияние на человека Название Источники поступления в металла организм Кадмий Поступает с промышленными отходами в реки, моря, Вызываемые заболевания Вызывает воспаление почек, поражает центральную накапливается в морских организмах, которые употребляет в нервную систему (ЦНС) пищу человек Таллий суставах. Большие дозы вызывают летальный исход Поступает в организм в виде пыли, через органы дыхания. Вызывает острые дерматиты с появлением красных пятен, Накапливается во внутренних органах сильные отеки, кашель В сельском хозяйстве медным купоросом обрабатывают Медь накапливается в печени. При отравлении вызывает бобовые растения, из меди изготавливают посуду Медь Вызывает облысение, расстройство желудка, боли в стекольной промышленности. Очень ядовит Кобальт Используют в средствах для борьбы с грызунами, в тошноту, проявляется зеленой каймой на деснах и зеленой окраской волос Ртуть Содержится в продуктах сгорания топлива, , является Поражает ЦНС, связывает белки, в результате чего загрязнителем пищевых продуктов нарушается клеточное дыхание. Отравление проявляется металлическим вкусом во рту, болями в желудке, тошнотой. В тяжелых случаях через 5– 10 дней наступает смерть Свинец Вода из свинцовых труб; недоброкачественная посуда, Накапливается в организме. Ядовит. Вызывает необратимые покрытая глазурью. Содержится в выбросах изменения в головном мозге, онкологические заболевания металлургических предприятий и выхлопных газах автомобилей
Органические загрязнители: полихлорированные (ПХБ) и полибромированные (ПББ) бифенилы Это группа органических соединений, включающая в себя все хлоро- и бромозамещённые производные дифенила. Впервые эти вещества были синтезированы в 1929. Бесцветные и без запаха, они отличаются высокой теплостойкостью и химической стабильностью. • Они использовались как жидкие диэлектрики в различном электрическом оборудовании (трансформаторах, конденсаторах в др. ) ПХБ широко применялись и в других отраслях: как растворители для красок и чернил, для распыления пестицидов и при изготовлении смазочных масел, пластмасс и др. Производство и применение ПХБ приобрело такие масштабы, что мы теперь находим их в качестве загрязнений в воде по всему свету.
Органические загрязнители: полихлорированные (ПХБ) и полибромированные (ПББ) бифенилы Бифенилы обладают высокой токсичностью вместе со способностью к длительному накоплению в жировой ткани. Один из первых тревожных сигналов о последствиях присутствия ПХБ в окружающей среде поступил из Японии в 1968 г. Стал широко известен случай массового отравления людей маслом, загрязненным ПХБ. Эта болезнь получила название "юшо". Мертворожденные дети, заболевания кожи, желудочно-кишечного тракта, нервной системы, поражения печени, селезенки, почек, а также развитие злокачественных новообразований (опухолей) - таков неполный перечень симптомов этого заболевания. Кроме того, наблюдалось потемнение кожи, особенно у детей, рожденных от матерей, которые пострадали от отравления.
Органические загрязнители: полихлорированные (ПХБ) и полибромированные (ПББ) бифенилы Производство ПХБ было запрещено в 1970 -х из-за высокой токсичности, но они до сих пор присутствуют в природных средах, благодаря своей способности к биоаккумулированию. Из 630 млн. кг ПХБ, произведенных с 1929 г. , около 300 млн. кг к настоящему времени находятся в окружающей среде; около 350 млн. кг находятся в пользовании. Часть этого используемого количества ПХБ, безусловно попадает в окружающую среду. Поскольку ПХБ разрушаются очень медленно, уровни их содержания в окружающей среде снижаются крайне незначительно.
Органические загрязнители: диоксины Диоксины — полихлорированные полициклические органические соединения, одни из наиболее токсичных техногенных веществ. Величина летальной дозы для диоксинов существенно меньше аналогичной величины для некоторых боевых отравляющих веществ. Диоксины образуются, главным образом, в результате промышленных процессов (плавление, отбеливание целлюлозы с использованием хлора и производство некоторых гербицидов и пестицидов), но часто причиной массового выброса диоксинов в окружающую среду является сжигание мусора на свалках из-за неполного сжигания отходов. Причина токсичности диоксинов состоит в их способности точно вписываться в рецепторы живых организмов и подавлять или изменять их жизненные функции. Распространение диоксинов носит глобальный характер. Их можно обнаружить в любой части мира практически в любой среде. Самые высокие уровни этих соединений отмечаются в почвах, осадочных отложениях и пищевых продуктах, особенно в молоке, мясе, рыбе и моллюсках.
Органические загрязнители: диоксины Кратковременное воздействие на человека высоких уровней диоксинов может привести к патологическим изменениям кожи, таким как хлоракне и очаговое потемнение, а также к изменениям функции печени. Длительное воздействие приводит к поражениям практически всех систем и органов организма, нарушению репродуктивных функций; стимулирует ускоренное старение организма. В результате хронического воздействия диоксинов у животных часто развивается рак. В связи с повсеместным распространением диоксинов все люди подвержены его воздействию и имеют определенный уровень этих веществ в своем организме. Было зарегистрировано также несколько случаев преднамеренного отравления людей. Самым значительным из них является случай отравления Виктора Ющенко, президента Украины, лицо которого было обезображено хлоракне.
Органические загрязнители: полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) Существует около 600 ПАУ, из которых наиболее распространенным и стойким в окружающей среде является бензопирен. Бензопирен – это химическое соединение, представитель семейства полициклических углеводородов, вещество первого класса опасности. Он образуется при нагревании органического материала в условиях недостатка кислорода, в выхлопных газах автомобилей, а также в промышленных газовых выбросах. Его присутствие обнаруживается в сигаретном дыме, в дыме коптилен (при копчении окороков и колбас), в выпечных и жареных продуктах. Так как молекула бензопирена довольно большая, в основном он накапливается в грунте, откуда может попадать в растительные продукты питания. Бензопирен обладает мутагенным и канцерогенным действием.
Органические загрязнители: нитрозоамины Нитрозоамины являются канцерогенными веществами. Особенно сильным канцерогенным действием обладает нитрозометилмочевина. Нитрозоамины могут образовываться в желудке людей, если в пище окажутся предшественники этих соединений в виде аминов или амидов, нитратов или нитритов. Множество разнообразных аминов попадает в организм человека с пищей и лекарствами. Например, широко известный пирамидон - это третичный амин - аминопирин, он эффективно реагирует с нитратами. Нитраты могут содержаться в овощной продукции, особенно ранней или образовываться в кишечнике или в пище в процессе ее брожения, например, в квашенной капусте. Самое большое количество нитрозаминов содержится в таких пищевых продуктах, к которым относятся копченые мясные изделия, различные колбасы, приготовленные с добавлением нитратов до 80 мг/кг, а также в соленой и копченой рыбе (до 110 мг/кг).
Органические загрязнители: винилхлорид Винилхлорид — органическое вещество; бесцветный газ со слабым сладковатым запахом, представляющий собой простейшее хлорпроизводное этилена. Винилхлорид — сильный яд, оказывающий на человека канцерогенное, мутагенное и тератогенное действие. Винилхлорид - вещество, из которого получают поливинилхлорид, используемый для упаковки пищевых продуктов и напитков. Винилхлорид выделяется из упаковочных материалов и попадает в пищу человека, причем его количество в пище прямо пропорционально времени хранения, а также заметно увеличивается с ростом температуры. Особое коварство действия канцерогенных веществ, в том числе и винилхлорида, состоит в том, что скрытый период заболеваний может продолжаться более 15 лет.
Загрязнение мирового океана Независимо от вида загрязнения, идет ли речь о загрязнении почвы, атмосферы или воды, все сводится в итоге к загрязнению вод Мирового океана, куда, в конце концов, попадают все загрязнители, превращая Мировой океан в «мировую помойку» . Загрязнение вод Мирового океана приняло за последние 10 лет катастрофические размеры. Этому во многом способствовало широко распространенное мнение о неограниченных возможностях вод Мирового океана к самоочищению. Многие это понимали так, что любые отходы и отбросы в любом количестве в водах океана подвергаются биологической переработке без вредных последствий для самих вод.
НЕФТЯНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКЕАНА Нефть - природная маслянистая горючая жидкость, состоящая из сложной смеси углеводородов и некоторых других органических соединений
Разлив нефти в море Нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенными загрязняющими веществами в Мировом океане. Попадая в морскую среду, нефть растекается по поверхности воды в виде пленки. Одна тонна нефти способна загрязнить 12 км 2 водной поверхности. Подсчитано, что 15 млн. т. нефти достаточно чтобы покрыть нефтяной пленкой Атлантический и Северный Ледовитый океаны.
• • • Источники нефтяного загрязнения Нефть попадает в воды океана : - При ее транспортировке танкерами из районов добычи; - При авариях на подводных трубопроводах и нефтяных платформах; - По рекам с бытовыми и ливневыми стоками; - Со стоками промышленности; - Из-за слива за борт кораблями промывочных и балластных вод
Вклад различных источников в загрязнение Мирового океана Сейчас приблизительно 450 млн. т сырой нефти (15% мировой добычи за год) поступает из месторождений, находящихся под морским дном. За год добывается из моря и перевозится по нему более 2 млрд. т нефти. По оценкам Национальной академии наук США, из этого количества в море попадают 1, 6 млн. т, или одна тысяча трехсотая часть. Но эти 1, 6 млн. т составляют лишь 26% той нефти, которая в сумме попадает за год в море. Остальная нефть, примерно три четверти общего загрязнения, поступает с различных судов (остатки горюче-смазочных материалов, случайно или намеренно сбрасываемые в море, а больше всего—из городов, особенно с предприятий, расположенных на побережье или на реках, впадающих в море.
Источники нефтяного загрязнения Большое количество нефти одномоментно поступает в море при авариях танкеров, на нефтедобывающих платформах и подводных нефтепроводов Американский супертанкер Амоко Кадис в 1978 году потерял управление в шторм в Ла -Манше, был выброшен на мель со стороны Франции и разломан пополам. Вез 210 тысяч тонн нефти. Авария танкера «Prestige» у берегов Португалии. В море вылилось 20 млн. галлонов сырой нефти, погибло 300 тыс. птиц, экономический ущерб составил 12 млрд. евро. Всего затонуло более 750 крупных танкеров
Авария на нефтяной платформе в Мексиканском заливе, апрель 2010 г
Пожар на нефтяной платформе
Влияние океан нефти на экосистему Мирового океана Разливы нефти оказывают губительное влияние на экосистемы морей и океанов. Нефтяная пленка уменьшает проникновение солнечных лучей, что значительно снижает процесс фотосинтеза фитопланктона, основной кормовой базы большинства живых организмов морей и океанов. Достаточно 1 л нефти чтобы лишить кислорода 400 тыс. л морской воды. Особенно уязвимы к разливам нефти птицы, обитающие и проводящие большую часть жизни на воде. В результате внешнего загрязнения нефтью разрушается их оперение, спутываются перья, нефть вызывает раздражение глаз, и, в конце концов, птица погибает. Средние и крупные разливы нефти вызывают гибель до 5 тысяч птиц. Особенно чувствительны к воздействию нефти яйца птиц, даже малое количество нефти может стать причиной их гибели.
Влияние океан нефти на экосистему Мирового океана По данным, предоставленным Международным исследовательским центром спасения птиц, занимающимся спасением пернатых, пострадавших от разливов нефти, чтобы очистить от нефти одну птицу, необходимы 2 человека, 45 минут времени и около одной тысячи литров чистой воды. После этого отмытой от нефти птице для обогрева и адаптации требуется время от нескольких часов до нескольких суток. Птицу нужно кормить, оберегать от стресса, который вызван шоком от загрязнения нефтяной плёнкой и близким общением с людьми.
Влияние океан нефти на экосистему Мирового океана Разливы нефти пагубно отражаются и на морских млекопитающих. Полярные медведи, морские выдры, тюлени и новорожденные морские котики, у которых при рождении уже имеется мех, погибают чаще других. Их загрязнённый нефтью мех спутывается и теряет способность к удерживанию тепла и воды. Нефть сильно влияет на жировой слой тюленей и китообразных, усиливая расход тепла. Попадая на кожу и глаза, она вызывает раздражение, в результате чего животные теряют способность к нормальному плаванию
Влияние океан нефти на экосистему Мирового океана После нефтяных аварий учащаются случаи выбрасывания на берег китов и дельфинов • • • Взрыв на нефтяной платформе в Мексиканском заливе обернулся крупнейшей экологической катастрофой в истории США. В воды Мексиканского залива вылилось около 5 миллионов баррелей нефти. К апрелю 2012 года есть данные о 714 китообразных, выбросившихся на берег на севере Мексиканского залива. Из этого числа 112 особей выбросилось с февраля по апрель, 122 особи с мая по ноябрь и 478 особей с декабря по апрель. Связь между увеличением случаев выброса млекопитающих на берег и произошедшей аварией очевидна
Влияние океан нефти на экосистему Мирового океана Рыба подвергается воздействию разливов нефти при употреблении загрязнённой пищи, воды, а также, если соприкосновение с нефтью происходит во время движения икры. Наиболее чувствительны к воздействию нефти личинки и молодь рыб. Икра, находящаяся на поверхности воды и молодь на мелководье, как правило, погибают даже при слабом нефтяном загрязнении. • Гибель взрослых экземпляров происходит при разливах нефти средней и сильной эффективности.
Влияние океан нефти на экосистему Мирового океана • На беспозвоночные организмы разливы нефти могут влиять от одной недели до десяти лет. Степень влияния зависит от вида нефти и обстоятельств, при которых произошёл разлив. Чаще всего беспозвоночные погибают в прибрежной зоне, в отложениях или в глубине вод. • Растения водоёмов погибают полностью при концентрации в 1% полиароматических углеводородов, образующихся в процессе сгорания нефти.
Очистка воды от нефти: Вначале для удаления разливов нефти с поверхности морей и океанов использовалось простое сжигание. Сейчас этот метод ликвидации разливов запрещен. При разливе нефти в первую очередь локализуют загрязнение с помощью бонов (плавающих заграждений. Затем нефть собирают механически насосами или впитывающими материалами. Собранная нефть отправляется на использование. Оставшиеся тонкие пленки рекультивируют с использование различных методов: химических, механических, биологичесчких.
Очистка воды от нефти: Немецкие инженеры предлагают использовать для сбора нефти с поверхности воды специальные суда, На первый взгляд, такие корабли ничем не отличаются от других судов. Но, по прибытии на место работы, судно «раскрывается» на 65 градусов. Образовывается закрытый с двух сторон треугольник. Загрязненная вода закачивается в специальный отсек объемом 790 кубических метров. За час одно такое судно способно очистить 140 кубических метров воды.
Очистка почв от нефти: • Химический метод очистки от нефти и нефтепродуктов заключается в том, что в воду добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с нефтью и осаждают её в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%. • Данный способ заключается в основном, либо в создании на поверхности нефтяного пятна с помощью поверхностно-активных веществ и эмульгаторов водонефтяных эмульсий, либо к поглощению нефти различного типа адсорбентами, например, алюмосиликатными микросферами или оксидом алюминия Нанесение сорбента на пятно нефтепродукта в струе воды Сорбент «Россорб» Для сбора 1 тонны нефти необходимо 90 -100 кг. или 1, 3 -1, 6 куб. метра этого сорбента.
Очистка почв от нефти • Среди методов очистки воды от нефти большую роль играет биологический метод, основанный на использовании специальных микроорганизмов, питающихся нефтью и разрушающих её. • В настоящее время известно более тысячи микроорганизмов, способных перерабатывать углеводороды различных классов. Наиболее продуктивные из них - культуры дрожжей рода Candida, для которых источником углеводородов служат парафины нефти. Например, бакпрепарат «Петро трит» , как утверждают разработчики, быстро, без вреда для окружающей среды очистить почву или водоём от нефтяного загрязнения, превратив разлитый нефтепродукт в экологически-безопасные продукты микробного метаболизма, составляющие питание растений.
Загрязнение Мирового Океана мусором Загрязнение Мирового океана мусором с каждым годом приобретает все больший размах.
Большое тихоокеанское мусорное пятно • . Гигантское скопление антропогенного мусора отмечается в северной части Тихого океана, где сконцентрированы залежи пластика и других отходов, принесенных водами Северо-Тихоокеанской системы течений
Загрязнение Мирового Океана мусором • Приблизительные оценки площади мусорного пятна варьируют от 700 тыс. до 15 млн. кв. км и более, (от 0, 41 % до 8, 1 % общей площади Тихого Океана). Это вдвое превышает по площади континентальную часть США. • Мусорный континент состоит из двух объединенных участков. • По оценке ученых, порядка 80 % мусора происходит из наземных источников (восточное побережье Азии и западное побережье Северной Америки), 20 % выбрасывается с палуб кораблей, находящихся в открытом море.
Загрязнение Мирового Океана мусором Помимо прямого причинения вреда морским растениям и животным, плавающие отходы могут впитывать из воды органические загрязнители, включая ПХБ (полихлорированные бифенилы), ДДТ и ПАУ (полиароматические углеводороды). Некоторые из этих веществ не только токсичны — их структура сходна с гормоном эстрадиолом, что приводит к гормональному сбою у отравленного животного. В конечном итоге ядовитые вещества могут попасть и в организм человека, съевшего отравленную рыбу.
Загрязнение Мирового Океана мусором По данным Программы окружающей среды ООН, пластиковые отбросы являются причиной гибели более 1 млн морских птиц в год, а также более 100 тыс. морских млекопитающих. В желудках павших морских птиц находят шприцы, зажигалки и зубные щетки – все эти предметы птицы заглатывают, принимая их за еду. на фото останки птенцов темноспинного альбатроса, которым родители скармливали пластик; птенцы не могут вывести его из организма, что приводит к смерти то ли от голода, то ли от удушья
Загрязнение Мирового Океана мусором Большое количество морских животных погибают, запутавшись в рыболовных сетях. На схеме приведены числа животных найденных добровольцами за 20002006 годы На нижнем рисунке справа черепаха в детстве угодившая в пластиковое кольцо и выросшая в нем
Загрязнение Мирового Океана мусором • Помимо Большого тихоокеанского мусорного пятна, существуют еще четыре гигантских скопления мусора в Тихом, Атлантическом и Индийском океане, каждое из которых вместе с Большим тихиокеанским, соотвествует одной из пяти основных систем океанических течений. Что нас ждет в будущем?
экологические последствия применения удобрений и пестицидов В современном мире невозможно представить ведение сельского хозяйства без применения минеральных удобрений и пестицидов. Необходимость в удобрениях связана с желанием получать все большие урожаи на определенном участке земли. Применение пестицидов, как правило, используется для сохранения урожаев от консументов – конкурентов человека и домашних животных. Пестициды являются единственным загрязнителем, который сознательно вносится человеком в окружающую среду.
Пестициды - Химические средства защиты растений • Ежегодно из-за вредителей, сорняков и болезней в мире теряется до 24% урожая; • Суммарный ущерб сельскому хозяйству ежегодно исчисляется в 70 млрд. долларов; • Для борьбы с вредителями, сорняками и болезнями в России ежегодно выпускают более 500 тыс. т пестицидов; • Применение пестицидов помогает сберечь до сотни тысяч тонн урожая в год.
Пестициды (от лат. pestis - зараза и лат. caedo - убиваю) - химические вещества, используемые для борьбы с вредными организмами. Пестициды применяются главным образом в сельском хозяйстве, хотя их используют также для защиты запасов продовольствия, древесины и других природных продуктов. Во многих странах с помощью пестицидов ведется химическая борьба с вредителями лесов, а также переносчиками заболеваний человека и домашних животных, например, с малярийными комарами.
Хозяйственная классификация пестицидов инсектициды средства борьбы с насекомыми акарициды средства борьбы с клещами дефлоранты – Средства для удаления цветков моллюскоциды средства борьбы с моллюскамии Пестициды фунгициды средства борьбы с грибковыми заболеваниями родентициды средства борьбы с грызунами гербициды средства борьбы с сорняками дефолианты – средства для удаления листьев
Химическая классификация пестицидов (основные группы) Классы пестицидов Минеральные Растительные Представители Неорганические соединения ртути и мышьяка Потребительские свойства в настоящее время не применяются настои табака, чеснока и т. д. , пиретрум ограниченное применение Хлорорганические Ртутьорганические Синтезированные инсектицидные фунгицидные Фосфорорганические родентицидные Производные феноксиуксусной кислоты гербицидные
Схема действия пестицида пестицид действие вредитель + 1, 2 побочных эффекта Представление практика сельского хозяйства о действии пестицида действие пестицид экосистема Представление эколога о действии пестицида Большинство синтезированных органических пестицидов не отличается высокой избирательностью и действуют на самые различные организмы, в том числе и на те, для которых они не предназначены.
Действие пестицидов на экосистемы
Действие пестицидов на экосистемы Если все же предположить, что созданы пестициды с высокой избирательностью, то и в этом случае они будут влиять на всю экосистему. Элиминация из сообщества всего лишь одного влиятельного вида приведет к глубоким изменениям в экосистеме. Так удаления из экосистемы растения приведет к вымиранию фитофагов, связанных с этим видом трофическими отношениями. За ними исчезнут вторичные консументы. Эти изменения затронут и другие более высокие трофические уровни. Многие пестициды способны аккумулироваться в организме, вследствие чего их концентрация на каждом последующем трофическом уровне возрастает, иногда многократно. Именно поэтому даже сравнительно небольшие концентрации пестицида в окружающей среде могут приводить к острому отравлению животных последнего трофического уровня. Они особенно сильно страдают от загрязнения окружающей среды пестицидами.
Коэффициент концентрации Отношение концентрации пестицида в организме к его содержанию в организме предыдущего трофического уровня называется коэффициентом концентрации. Рис. Накопление инсектицидов в пищевых цепях (Eichler, 1969) (Коэффициент концентрирования инсектицида пищевой цепью равняется 125 000)
Влияние пестицидов на окружающую среду • уменьшают биологическую продуктивность фитоценозов, • уменьшают видовое разнообразие животного мира, • снижают численность полезных насекомых и птиц, • порождают «возрождение» вредителей (т. к. препарат убивает не только вредителей, но и хищников, уничтожавших их) • приводит к накоплению пестицидов в почве и ее отравлению, • представляют опасность и для самого человека.
Распространение пестицидов Пестициды распространяются на большие пространства, весьма удаленные от мест их применения. Многие из них могут сохраняться в природных средах достаточно долго (период полураспада ДДТ в воде оценивается в 10 лет, а для диэлдрина он превышает 20 лет). При использовании даже наименее летучих компонентов более 50% активных веществ в момент воздействия переходят прямо в атмосферу, Эта часть пестицидов подхватывается ветром и переносятся на большие расстояния. Они в конечном итоге попадают в различные экосистемы, включая океан, пресноводные водоемы, наземные биомы и др. , в значительных количествах накапливаются в почвах и увеличивают свои концентрации при движении по трофическим цепям.
Поступление пестицидов в окружающую среду
Схема распространения пестицидов пестицид
Влияние пестицидов на человека Пестициды попадают в организм человека с продуктами питания, через питьевую воду и просто из воздуха. Они проявляют свое токсическое действие независимо от пути проникновения в организм. Даже в ничтожных концентрациях пестициды подавляют иммунную систему организма, повышая таким образом его чувствительность к инфекционным заболеваниям. В более высоких концентрациях эти примеси оказывают мутагенное и канцерогенное действие на организм человека. Установлено, что от прямого отравления пестицидами в мире ежегодно погибает от 10 000 до 20 000 человек.
Как защититься от пестицидов Как свести к минимуму индивидуальное воздействие пестицидов? Одна из мер - по возможности выбирать сельскохозяйственную продукцию местного производства. Так меньше вероятность, что фрукты и овощи опрыскали химикатами для длительной транспортировки. * Тщательно мойте и несколько раз прополаскивайте все овощи и фрукты. • Если вы будете сразу есть твердые овощи с кожурой (морковь, редис, огурцы), вымойте их щеткой. * Листовые культуры, а также крестоцветные (шпинат, цветная капуста, брокколи) порежьте, а затем уже мойте. * Если на кожуре явно виден восковой защитный слой, срежьте ее (огурцы, яблоки, баклажаны). Очень часто слой воска как бы закупоривает пестициды внутри продукта • Удаляйте внешний слой листьев у капусты, салата и у других листовых культур.
Биологические меры борьбы с вредителями сельского хозяйства • • Биологическая борьба с вредителями ведется с использованием природных факторов. Для борьбы с насекомыми-вредителями используются хищники, паразиты и патогены. Для борьбы с сорными растениями - растительноядные животные и растительные патогены. Насекомоядные птицы и хищные насекомые, такие, как божьи коровки и златоглазки — важнейшие дикие виды, потребляющие большое количество добычи, например, гусениц и тли на протяжении всей своей жизни. Паразиты — это виды, которые на ранних стадиях развиваются на хозяине-насекомом, постепенно убивая хозяина. Патогены — это организмы, вызывающие болезни, такие, как грибы, бактерии и вирусы. Они убивают или истощают своего носителя, и часто специфичны для определённых групп насекомых.
Минеральные удобрения — неорганические соединения, содержащие необходимые для растений элементы питания в виде различных минеральных солей. Удобрения применяются при недостатке в почве отдельных элементов для удовлетворительного роста растений. На песчаных почвах растения нередко испытывают недостаток магния, на торфяных почвах – молибдена, на черноземах – марганца и т. п. Применение минеральных удобрений – один из основных приемов интенсивного земледелия. С помощью удобрений можно резко повысить урожаи любых культур на уже освоенных площадях без дополнительных затрат на обработку новых земель.
Виды минеральных удобрений Минеральные удобрения калийные фосфорные Комплексные (многосторонние) Простые (односторонние) микроудобрения азотные
Использование минеральных удобрений Ученые по-разному оценивают значение удобрений в повышении урожайности. По оценке американских ученых, за счет удобрений получают 41% прироста урожайности, французские специалисты считают, что 50 -70%. По данным наших ученых, удобрения повышают продуктивность дерновоподзолистых почв на 55%, серых лесных почв- на 28 и черноземов - на 20%. 1 кг азотных удобрений увеличивает сбор пшеницы с 1 га на 4, 5 -8 кг, 1 кг фосфорных (Р 2 О 5) - на 4 -7, 3 кг. 1 Кг калийных (К 2 О) - на 2, 2 -3, 7 кг. В многолетних опытах урожайность картофеля от каждого килограмма азота, фосфора и калия повышалась соответственно на 100 -120, 50 -60 и 4050 кг.
Использование минеральных удобрений При несбалансированном внесении минеральных удобрений снижается урожайность культур, ухудшается качество сельскохозяйственной продукции, в ней накапливаются вредные для здоровья людей и животных вещества, возникают заболевания растений, растениеводческая продукция может стать причиной отравления людей и животных. Экологические последствия применения минеральных удобрений рассматривают с трех точек зрения: местное влияние удобрений на экосистемы и почвы, в которые они вносятся; влияние на другие экосистемы, их звенья; влияние на качество продукции, здоровье людей
Влияние высоких доз удобрений на экосистемы Почва • Потеря плодородия, изменяется видовой состав почвенных организмов, нарушается круговорот веществ, разрушается структура, Вода и воздух • Обогащение вод азотом и фосфором сопровождается зарастанием водоемов, размножением в них водорослей. Наряду с загрязнением минеральными удобрениями поверхностных вод, прогрессирует поступление их в грунтовые воды. Растения • При высоких дозах или несвоевременных способах внесения — накопление в виде нитратов (особенно в овощах), буйный рост в ущерб устойчивости, повышенная заболеваемость, особенно грибными болезнями. Хлористый аммоний способствует накоплению хлора.
Животные • авитаминозы, уменьшение продуктивности, накопление мочевины в молоке, повышение заболеваемости, снижение плодовитости, токсикозы. Человек • восстанавливаются в организме до нитритов, вызывающих нарушение обмена веществ, отравления, ухудшение иммунологического статуса, метгемоглобинемию (кислородное голодание тканей). При взаимодействии с аминами (в желудке) образуют нитрозамины - опаснейшие канцерогены. повреждение эмали зубов у человека, потерю эластичности кровеносных сосудов, остеохондрозные явления, отравления. У детей могут вызывать тахикардию, цианоз, потерю ресниц, разрыв альвеол. Положительное • Повышают содержание белка в зерне, улучшают хлебопекарные качества зерна • Снижают отрицательное воздействия азота, улучшают качество продукции, способствуют повышению устойчивости растений к болезням.
Заключение • В настоящее время мы не можем полностью отказаться от использования пестицидов и удобрений. Но их применение должно строго регулироваться. • Основной способ уменьшить негативные последствия влияния пестицидов и удобрений на окружающую среду - умеренное и научно обоснованное применение (оптимальные дозы, минимальное количество вредных примесей, чередование с органическими удобрениями и пр. ). • Пестициды целесообразно применять только в тех случаях, когда другие методы не позволяют достичь поставленной цели. Например, для снятия «вспышек численности» нежелательных видов. В других случаях надо использовать более мягкие методы. Их обычно называют «беспестицидные технологии» , «биологические меры борьбы с вредителями» и т. п.
ФИЗИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ТЕПЛОВОЕ РАДИОАКТИВНОЕ АКУСТИЧЕСКОЕ (ШУМОВОЕ) ВИБРАЦИОННОЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ МЕХАНИЧЕСКОЕ ЗАПАХОВОЕ СВЕТОВОЕ
ФИЗИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ Физическое загрязнение представляет собой присутствие в окружающей среде (литосфере, атмосфере и гидросфере) дополнительно к естественным геофизическим полям физических полей, создаваемых человеком в процессе реализации современных технологий Такие физические поля носят название техногенных (или технологических)
ФИЗИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ (единицы и дозы) Вид физического поля Единица измерения Уровень поля фоновый достигаемый Акустическое д. Б 25 -30 80 -120 Вибрационное мм • с 0, 02 -0, 50 0, 02 -16, 0 Температурное ºС -160 - +1500 Электрическое: wблуждающие токи wатмосферное электричество м. В/м +ион/-ион 5 -10 1, 15 -1, 2 10 -1600 1, 0 -1, 5 Электромагнитное к. В/м 10 (-6) 2, 5 -10, 0 Радиационное м. Р/ч 0, 003 -0, 025 0, 018
ТЕПЛОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ Сброс тепловых отходов в окружающую среду, в результате чего происходит изменение температурного режима компонентов геосфер: • Тепловое загрязнение водоемов • Тепловое загрязнение атмосферы • Тепловое загрязнение верхних слоев литосферы
ТЕПЛОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ • • • Источники теплового загрязнения: горячие цеха и подземные газоходы металлургических предприятий теплотрассы сборные коллекторы коммуникационные туннели метрополитена обогреваемые подземные сооружения сбросы горячих технологических вод в реки и открытые водоемы установки, используемые для промораживания слабых и плывунных грунтов при строительстве подземные хранилища сжиженного газа
ТЕПЛОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ Концентрация большого числа источников тепловой энергии в определенных местах (например, в больших городахмегаполисах) создает предпосылки формирования так называемых тепловых куполов - прогретых объемов геологического пространства и атмосферы.
ТЕПЛОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ В пределах территорий крупных городов на небольших глубинах (10 -30 м) формируются обширные геотермические аномалии с превышением температуры над фоновой на 6 -10 С. Температура воздуха над крупными городами в среднем на 1 -2 С (3 -5 С) выше фоновой
Тепловой шлейф в Финском заливе
ТЕПЛОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ Биологические эффекты теплового загрязнения водоемов: • Тепловая гибель рыбы Для каждого вида существует свой интервал температур, наиболее благоприятный для его выживания Неспособность водных обитателей регулировать температуру тела Понижение концентрации кислорода
ТЕПЛОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ Биологические эффекты теплового загрязнения водоемов: • Снижение репродуктивной функции организмов Форель способна выживать в теплой воде, но не способна размножаться • Изменения в поведении рыб от теплового шока Становятся более легкой добычей для хищников
ТЕПЛОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ Биологические эффекты теплового загрязнения водоемов: • Повышается чувствительность к болезням • Упрощается структура водного сообщества Снижается устойчивость экосистемы
ТЕПЛОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ Отрицательные эффекты теплового загрязнения: • Прогретый (или промороженный) грунт взаимодействует с растениями, животными и микробными сообществами, для которых грунтовая толща является средой обитания • Техногенные изменения температурного режима могут ухудшать условия жизни и работы людей • Коррозионное повреждение тепло- и газопроводов, канализации и т. п.
ШУМОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ • Шум – сочетание звуков различной частоты и интенсивности • Шум – любой нежелательный звук, оказывающий вредное воздействие на организм человека • Шумовое загрязнение - превышение естественного уровня шумового фона или ненормальное изменение звуковых характеристик: периодичности, силы звука и т. п.
ШУМОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ Звуковой диапазон: частота от 20 Гц до 20 000 Гц (20 к. Гц) • около 20 000 Гц — верхний порог слуха ребёнка (зависит от человека) • около 14 500 Гц — верхний порог слуха взрослого человека (зависит от человека) • 7040 Гц — «ля» 5 -й октавы • 3520 Гц — «ля» 4 -й октавы • 1760 Гц — «ля» 3 -й октавы • 880 Гц — «ля» 2 -й октавы • 440 Гц — «ля» 1 -й октавы • 220 Гц — «ля» Малой октавы • 110 Гц — «ля» Большой октавы • 100 Гц — частота гудения сетевого трансформатора • 17— 20 Гц — нижний порог слуха взрослого человека (зависит от человека)
ШУМОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ • Инфразвуковой диапазон: частота менее 20 Гц • Ультразвуковой диапазон: частота более 20 000 Гц
ШУМОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ Непроизводственные шумы д. Б Производственные шумы д. Б Шепот, шорох листьев 10 Типографии 74 Жилая комната 35 Машиностроительные заводы 80 Уличные шумы 55 Металлорежущие станки Речь, шум в магазине 60 Строительные предприятия 95 Легковые автомобили 77 Металлургические заводы 99 Автобусы 80 Компрессорная станция 100 Дизельный грузовик 90 Газотурбинная энергоустановка 105 Железнодорожный транспорт 100 Дисковая пила 105 Воздушный транспорт 100 Пескоструйный аппарат 115 Гром 120 Реактивный двигатель 120140 Болевой порог 130 Выстрел из артиллерийского орудия 160170 80 -96
ШУМОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ • • • Источники шума: Наземный транспорт (автомобильный и железнодорожный) Воздушный транспорт Промышленные предприятия Строительные машины и механизмы Детские сады, школы
ШУМОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ • С санитарно-гигиенических позиций нормальным (комфортным) считается акустический режим при уровне звука 10 -65 д. Б • Максимально дискомфортным является уровень звука выше 80 д. Б • Для нервной системы человека вреден шум, превышающий 50 -60 д. Б (уровень звука обычного аудиоплейера достигает 60 -70 д. Б)
ШУМОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ Последствия воздействия шума: • • • нарушение сна сердечно-сосудистые и нервные расстройства чувство усталости повышенная утомляемость понижение настроения понижается способность к учебе понижается производительность труда снижается слух 120 -130 д. Б – болевое ощущение, акустическая травма 186 д. Б – разрыв барабанных перепонок 196 д. Б – повреждение легочной ткани
ШУМОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ Инфразвук (менее 20 Гц) • Источники: землетрясения, бури, ураганы, цунами, мощное оборудование (станки, компрессоры, дизельные двигатели, вентиляторы, реактивные двигатели, транспортные средства) • Слабо поглощается, распространяется на большие расстояния • Физиологическое действие: боль в ухе, беспричинный страх, утомление, головная боль, головокружение, снижение остроты зрения • Особенно опасны колебания с частотой 4 -12 Гц
ШУМОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ • • • Ультразвук (более 20 к. Гц) Источники ультразвука: все виды ультразвукового технологического оборудования, ультразвуковые приборы и аппаратура промышленного, медицинского, бытового назначения, генерирующие ультразвуковые колебания в диапазоне частот от 18 к. Гц до 100 МГц и выше. К источникам ультразвука относится также оборудование, при эксплуатации которого ультразвуковые колебания возникают как сопутствующий фактор. Хорошо поглощается газами (воздухом) и жидкостями (примерно в 1000 раз слабее) Физиологическое действие: нарушается деятельность нервной системы, снижается болевая чувствительность, изменяется сосудистое давление, изменяется состав и свойства крови Повреждает молекулы ДНК Вызывает мутации
ШУМОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ • Воздействие на экосистемы изучено мало • Шум оказывает беспокоящее и отпугивающее воздействие на животных
ВИБРАЦИОННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ • Вибрация или динамическое воздействие – совокупность механических колебаний • Передаются от источников к различным объектам, в том числе и к объектам живой природы • Источники: оборудование промышленных предприятий, движущиеся транспортные средства, строительные машины и механизмы, техническое оборудование зданий и др. • Воспринимается через передающую среду
ВИБРАЦИОННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ • • Последствия вибрации: Изменение рельефа поверхности Снижение механической прочности пород Уплотнение пород Оползни и обвалы Проседание поверхности, образование полостей Разрушение фундаментов зданий и инженерных сооружений, коммуникаций Физиологическое действие: нарушение сердечной деятельности, расстройство нервной системы, спазмы сосудов, уменьшение подвижности суставов; при явлении резонанса – механическое повреждение органов вплоть до разрыва Беспокоящее и отпугивающее воздействие на животных
РАДИОАКТИВНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ • Ионизирующее излучение – излучение, взаимодействие которого с окружающей средой приводит к образованию ионов • Альфа (ά)-излучение, поток ядер гелия Не, образуются при ядерных реакциях, низкая проникающая способность, задерживаются листом бумаги, одеждой • Бета (β)-излучение, поток электронов, возникает при радиоактивном распаде, низкая проникающая способность (но выше, чем у альфа-излучения), задерживается алюминиевой пластиной толщиной 3, 5 мм • Гамма (γ)-излучение, электромагнитное излучение с высокой энергией и с малой длиной волны, испускается при ядерных превращениях, высокая проникающая способность
РАДИОАКТИВНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ
РАДИАЦИОННЫЙ ФОН • • Естественные источники: Космические лучи Земная радиация (калий-40, рубидий-87, уран-238 и тория-232 – долгоживущие изотопы, включившиеся в состав Земли с самого ее рождения. Средняя эффективная эквивалентная доза, которую человек получает за год от земных источников радиации, составляет примерно 350 микрозивертов Внутреннее облучение (радиоактивные вещества калий-40, свинец-210, полоний-210 и пр. , попавшие в организм с пищей, водой и воздухом) Радон (бесцветный, не имеющий вкуса и запаха тяжелый (в 7, 5 раза тяжелее воздуха) газ, высвобождается из земной коры повсеместно, но основную часть дозы облучения человек получает, находясь в закрытом, непроветриваемом помещении)
РАДИОАКТИВНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ • • • Техногенные источники: Ядерные взрывы Медицинские приборы Атомные электростанции (аварии) Научные приборы Технические приборы (дефектоскопы) Силовые установки на водном транспорте и спутниках Благодаря этому радиационный фон на Земле за последние 50 лет повысился на 60— 70%.
РАДИОАКТИВНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ
РАДИОАКТИВНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ • • • Воздействие на живые организмы: Лучевая болезнь Изменения в клетках Мутагенное влияние Канцерогенное влияние Бесплодие
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ Совокупность электрических и магнитных полей. Источники: атмосферное электричество, космические лучи, излучение Солнца, трансформаторы, генераторы, лазерные установки, микроволновые печи, мониторы компьютеров, высоковольтные линии электропередач (ЛЭП), измерительные приборы, устройства защиты и автоматики и др.
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ Воздействие на живые организмы: • • Нарушение функций сердечнососудистой системы Ухудшение обмена веществ Изменение состава крови Снижение биохимической активности белковых молекул Повышенная утомляемость Нарушение сна Торможение рефлексов и др.
ЗАПАХИ КАК ЗАГРЯЗНИТЕЛЬ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ • Запах загрязнения - связан с загрязнением воздуха, и, хотя оно не обязательно вредно, но неприятное. Источники могут включать в себя производственные процессы и свалки.
Отходы большого города: как их собирают, удаляют и перерабатывают
человек и отходы Жизнь человека и его деятельность всегда сопровождались образованием отходов. До эры образования городов утилизация отходов происходила безболезненно для окружающей среды: пищевые отходы, ткани из натуральных волокон, кожа, древесина и др. быстро перегнивали и использовались в качестве удобрения.
откуда берутся отходы? Переселение в города и их развитие привели к другой структуре потребления: • для лучшей транспортировки продуктам питания и другой продукции понадобилась упаковка; • появились новые искусственные и синтетические материалы, которые отсутствуют в природе; • общество многих развитых стран превратилось в «общество потребления» , где количество «необходимых» вещей неизмеримо возросло. Проблема отходов и способов избавления от них стала одной из серьезных проблем современных городов!
Что же такое отходы? Отходы – это изделия и материалы, которые утратили свои Отходы потребительские свойства в результате физического или морального износа. Отходы образуются в самых различных сферах деятельности. ОСНОВНЫЕ КЛАССЫ ОТХОДОВ Отходы производства: Промышленные отходы Строительные отходы Промышленные токсичные отходы Отходы потребления (твердые муниципальные отходы – ТМО) Твердые бытовые отходы (ТБО) (образуются в жилых домах) Отходы офисов, торговых предприятий, школ, больниц и т. п.
Сколько отходов образуется в городах? В крупных городах мира в среднем накапливается свыше 1 м 3 бытовых отходов на человека в год. В некоторых городах эта цифра значительно выше Из них около 25% производится них 25% в сфере бизнеса и в торговле, а 75% – 75% в жилых домах. По данным Госстандарта Российской Федерации (2004), общее количество накопленных в стране отходов – 80 млрд т. Образование ТБО Госстрой Российской Федерации оценивает в 30 -35 млн т в год.
Каких отходов образуется больше всего? Для каждого города существует своя статистика. В целом в российских городах структура бытовых отходов изменяется следующим образом: • уменьшается доля пищевых отходов, древесины, черных и цветных металлов; • увеличивается доля отходов упаковочных материалов изготовленных из трудно разлагающихся веществ; • стремительно возрастает количество отслужившей бытовой техники, автомобилей, отработанных батареек и т. п.
Почему проблему отходов можно считать экологической? Твердые бытовые отходы являются источником экологической опасности: ТБО распространяют неприятный запах и являются средой для размножения болезнетворных бактерий, насекомых и грызунов – переносчиков инфекционных заболеваний; серьезную опасность представляет сжигание ТБО (особенно синтетических материалов и веществ) в урнах и мусорных баках, так как при этом в воздух выделяются токсичные вещества, которые быстро попадают в органы дыхания окружающих людей; разбросанный повсюду (в подъездах, на улице, на детских площадках) мусор – это позор нашего общества, характеристика уровня нашей бытовой культуры, среда, в которой все мы живем.
скорость разложения различных материалов Проблема отходов усложняется в связи с тем, что естественное разложение различных материалов требует определенного времени. Бумага От 2 до 10 лет Консервная банка 90 лет Фильтр от сигареты 100 лет Полиэтиленовый пакет 200 лет Стекло 1000 лет
Способы утилизации отходов в городах Издавна человечество избавлялось от отходов, складируя и захоранивая их на свалках (полигонах). В XX в. в развитых странах, имеющих высокую плотность населения и не располагающих территориями для свалок, начали строить мусоросжигательные и мусороперерабатывающие заводы. Особенно велика доля переработки и сжигания мусора в Швейцарии, Бельгии, Японии, Франции. К началу XXI в. в целом по России действовали: § 4 мусороперерабатывающих завода (с использованием технологии аэробного биотермического компостирования); § 5 мусоросжигательных заводов Доли отходов, которые захоранивались и перерабатывались распределились следующим образом: 3 -4%
Отходы в городе Каким образом собираются, удаляются и перерабатываются отходы, во втором по величине городе в Российской Федерации – Санкт-Петербурге? Основные этапы избавления от твердых муниципальных отходов Сбор и вывоз отходов Переработка отходов: §захоронение на полигонах – 74% ТБО; §на заводах механизированной переработки бытовых отходов (МПБО) – 26 %.
Сбор и вывоз отходов Предприятие «Спецтранс» , удаляющее муниципальные отходы с городской территории, оборудовано современной техникой, которую обслуживают водители. Сбор основной массы отходов из домовладений осуществляется с помощью контейнеров различной емкости, которые устанавливаются в специально отведенном месте. Из небольших контейнеров мусор переносится водителем в грузовикмусоросборщик. В некоторых районах мусор собирает специальный мусоровоз, подъезжающий в определенное время к воротам домов.
Почему же емкостей этих контейнеров не хватает, и мусор зачастую оказывается сваленным рядом? Причиной этого нередко становится неорганизованность и низкий уровень культуры самих горожан, которые оставляют пакеты с мусором в неположенном месте или бросают их мимо контейнеров. Однако существуют и другие причины. В мусорные контейнеры (или рядом с ними), попадает, например, строительный мусор, который образуется в результате ремонта домовладений, в то время как для вывоза строительного мусора предназначены особые контейнеры, которые можно арендовать.
Почему же емкостей этих контейнеров не хватает, и мусор зачастую оказывается сваленным рядом? Многие мелкие предприятия, индивидуальные предприниматели, магазины и др. не вносят плату за загрязнение, а бесплатно сбрасывают свой мусор в места сбора, обслуживаемые за счет населения. Каждое предприятие или организация должны заключать договор на вывоз бытового мусора, приобретать собственные контейнеры и устанавливать их на своей территории. Все вышеперечисленное наносит серьезный ущерб внешнему виду и санитарному благополучию городских территорий.
Захоронение отходов на полигонах ТБО Полигоны ТБО – это не что иное, как официальное название ТБО санкционированных свалок. Отходы на полигонах выгружаются из контейнеров или кузова и разравниваются с помощью специальной техники. Слой мусора определенной толщины периодически покрывают грунтом, после чего снова насыпают отходы. Отходы, содержащие много органических веществ, начинают постепенно перегнивать.
Чем нас не устраивают свалки? • Для захоронения отходов город вынужден отводить огромные территории (например, в Санкт-Петербурге полигонами ТБО занято 354 га земель) или занимать сельскохозяйственные земли Ленинградской области. • Территории, занятые полигонами, выводятся из хозяйственного оборота на длительный срок. Интенсивное выделение взрывоопасного биогаза (СН 4), который образуется при перегнивании отходов, длится не менее 30 лет после закрытия свалки. • Ядовитые вещества, образующиеся при разложении бытовых отходов, загрязняют почву и грунтовые воды. • Особую опасность представляют горящие свалки, так как при недостатке кислорода сжигание отходов сопровождается интенсивным выделением токсичных веществ в воздух. • Жилые и иные строения, возведенные вблизи действующих или закрытых полигонов, имеют пониженный ценовой рейтинг.
Несанкционированные свалки Серьезной проблемой городов и пригородных территорий являются несанкционированные свалки. Несанкционированные свалки – это стихийные скопления отходов, которые никому не принадлежат и за состояние которых никто не отвечает.
Кто же платит за избавление от мусора? Средства на сбор и вывоз ТБО собираются с населения в виде оплаты услуг (входят в коммунальные платежи). Расходы на переработку и захоронение возмещаются за счет городского бюджета. Оплата сбора, удаления и обезвреживания отходов предприятий, организаций и частных предпринимателей производится за счет образователя отходов.
Заводы механизированной переработки бытовых отходов (МПБО) Два завода позволяют в настоящее время перерабатывать 26% общего количества отходов, образующихся в Санкт. Петербурге.
Биокомпостирование Механизированная переработка отсортированных ТБО производится по технологии биокомпостирования органической части с получением компоста. Отходы подаются во вращающиеся биотермические барабаны длиной 60 м и диаметром 4 м каждый. В биобарабанах активизируется жизнедеятельность микроорганизмов, находящихся в мусоре, в результате чего происходит естественный биологический процесс разложения органического вещества при температуре 50 о. С. За 48 часов из отходов в биобарабане образуется компост – влажная рассыпчатая темносерая масса. Очищенный от примесей (полиэтиленовые пленки и др. ) компост является хорошим удобрением, содержащим минеральные и органические вещества.
Основные этапы переработки отходов на МПБО Далее из мусора с помощью магнитов выделяют лом черных металлов (состоящий, главным образом, из консервных банок и пробок от пивных бутылок). Этот металлолом прессуют в кипы и направляют в переплав на металлургические производства других заводов. Автомобильные покрышки также подлежат отдельной переработке; из них получают пирокарбон – черный порошок, широко используемый для производства резины, пластмасс, очистки сточных вод и почвы от гербицидов.
Основные этапы переработки отходов на МПБО Отходы, поступающие на заводы, прежде всего, проходят контроль на содержание радиоактивных изотопов. Вручную из массы ТБО извлекают крупные предметы – чугунные батареи центрального отопления, колеса автомобилей, железные кровати и т. п. Производится отбор вторичного сырья – макулатуры, цветных металлов, стеклобоя. Отсортировываются также изделия из пластмассы и полиэтилена. Из них получается вторичное сырье – пластмассовая крошка, которая сортируется по цвету и расфасовывается.
Переработка и захоронение промышленных токсичных отходов Образование ядовитых отходов – это неизбежный результат промышленного и строительного производства в городах. В 1970 г. в Санкт-Петербурге для захоронения токсичных отходов открылся полигон «Красный Бор» (в 30 км от Санкт. Петербурга и в 6, 5 км от г. Колпино). Из нескольких вариантов была выбрана территория, отвечающая следующим требованиям: • большая толща кембрийских глин выполняет роль абсолютного водоупора (жидкие отходы не просачиваются в подземные воды); • территория не затопляется паводковыми водами. По периметру полигона обустроен кольцевой канал для перехвата поверхностных вод с прилегающих территорий.
Переработка и захоронение промышленных токсичных отходов За три десятилетия на территории полигона накопилось 1, 5 млн. т ядовитых отходов, а также 800 тыс. т жидких отходов, собранных в открытых котлованах глубиной 30 м, вырытых в пласте глины толщиной 70 м. Общая площадь котлованов составляет 6 га. Корпус переработки жидких органических отходов на полигоне «Красный Бор»
С 1994 и по настоящее время в Сантк-Петербурге был разработан и реализуется проект по созданию нового комплекса предприятий на основе современной технологии сбора, транспортировки, переработки, захоронения токсичных отходов, утилизации образующихся вторичных отходов, а также экологического контроля за состоянием окружающей среды. В настоящее время построены и функционируют следующие предприятия: • комплекс сооружений по входному контролю поступивших отходов; • газомазутная котельная и склад мазута; • корпус приема и частичной переработки жидких органических отходов; • комплекс очистных сооружений; • комплекс санитарной обработки машин, перевозящих отходы.
Специалисты по переработке отходов Создание системы избавления от отходов в любом городе – задача достаточно сложная. Для ее решения необходимо привлечь немало человеческих и материальных ресурсов: Сотрудники научно-исследовательских и проектных институтов (научные сотрудники, инженеры-конструкторы и др. ) разрабатывают новые технологии избавления от отходов, проектируют сложные технические объекты. Привлекаются и другие специалисты, так как установки для переработки отходов должны бесперебойно снабжаться электроэнергией и водой. В сборе мусора участвуют дворники, водители специализированной техники, которая, в свою очередь, специализированной обслуживается механиками и другими специалистами. На мусорных полигонах также работает тяжелая техника, в основном бульдозеры. Мусороперерабатывающие и мусоросжигательные заводы для обслуживания сложной техники имеют персонал разной квалификации: инженеров по техническому оборудованию; инженеров-технологов, следящих за самим инженеров-технологов процессом переработки отходов; техников по обслуживанию конкретных механизмов и процессов.
Специалисты по переработке отходов Как правило, современные предприятия оснащены компьютерной техникой, снабженной специальными компьютерными программами, которые позволяют постоянно контролировать основные производственные процессы, а также выбросы загрязняющих веществ в окружающую среду. Программисты и операторы компьютерной техники обеспечивают ее работу. На крупных промышленных предприятиях, какими являются мусороперерабатывающие заводы, работают также люди других специальностей – экономисты, бухгалтеры и др. бухгалтеры Крупные полигоны и предприятия по переработке мусора имеют также свою собственную пресс-службу, которая пресс-службу предоставляет материалы для средств массовой информации, населения, выпускает буклеты и плакаты, рассчитанные на самых разных по возрасту читателей. Для проведения экскурсий для школьников и взрослых также готовятся специалисты-экскурсоводы, которые не только специалисты-экскурсоводы хорошо знают весь технологический процесс, но также могут интересно и доступно о нем рассказать.
Основные принципы и меры по решению проблемы бытовых отходов «Что может сделать каждый из нас для решения проблемы бытовых отходов? » . Предложите основные принципы и конкретные меры по решению проблемы бытовых отходов.
Основные принципы и меры по решению проблемы бытовых отходов Старайтесь сократить количество отходов! • Вместо предметов одноразового использования старайтесь использовать более стойкие (например, вместо пластиковой посуды – керамическую или стеклянную) • Ненужные Вам вещи перепродайте или передайте нуждающимся (например, через благотворительные организации). • При выборе покупки отдайте предпочтение товару в упаковке многоразового использования или подлежащей обработке. • Всегда имейте с собой в сумке или портфеле матерчатую сумку с ручками для покупок. • Повторно используйте полиэтиленовые пакеты. • Ремонтируйте свои вещи, а не выкидывайте их. • Сократите расходы бумаги, используя обе стороны листа.
Основные принципы и меры по решению проблемы бытовых отходов Улучшите систему обращения с бытовыми отходами • Сортируйте отходы и сдавайте мусор, который можно использовать повторно или перерабатывать (стеклянные бутылки, макулатуру, жестяные банки и др. ). • Пищевые отходы (особенно на садовом участке) используйте для приготовления компоста. Будьте культурны и дисциплинированны • Не бросайте мусор мимо урн. • Не оставляйте пакеты с мусором в не отведенных для этого местах (в подъездах, на улицах, во дворах). • Не создавайте «несанкционированных» свалок вблизи жилья или садового участка. • Не поджигайте мусор в урнах и мусорных контейнерах.
БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ
Основные понятия Под биологическим загрязнением понимают привнесение в экосистемы в результате антропогенного воздействия не характерных для них видов живых организмов: бактерий, вирусов, растений, животных, грибов или их зачатков (спор, гамет, семян и др. ), ухудшающих условия существования естественных биотических сообществ или негативно влияющих на здоровье человека. Особую опасность представляет биологическое загрязнение среды возбудителями инфекционных и паразитарных болезней. Биологическое загрязнение приводят к непредсказуемым последствиям в популяциях возбудителей и переносчиков опасных для человека и животных болезней.
Источники биологического загрязнения Основными источниками биологического загрязнения являются сточные воды предприятий пищевой и кожевенной промышленности, бытовые и промышленные свалки, кладбища, канализационная сеть, поля орошения и др. Из этих источников разнообразные органические соединения и патогенные микроорганизмы попадают в почву, горные породы и подземные воды, По данным санэпидстанций, патогенные кишечные палочки обнаруживаются в подземных водах на глубине до 300 м от поверхности земли.
Источники биологического загрязнения Источниками биологического загрязнения также могут быть сооружения биохимической очистки сточных вод предприятий и городов, больницы, поликлиники, свалки бытовых и промышленных отходов, мусоропроводы, контейнеры бытовых отходов, птицефабрики, свиноводческие комплексы, фермы и т. д. Адсорбированные, т. е. прилипшие к частичкам аэрозолей микроорганизмы могут распространяться на большие расстояния.
Биологическое загрязнение жилища • Говоря о биологическом загрязнении окружающей среды, обычно имеют в виду загрязнение организмами и веществами, негативно воздействующими на здоровье человека. Вредные вещества находятся в воде, почве, воздухе, в организме человека, да и в любой среднестатистической квартире найдётся множество биологических загрязнителей. • Под этим страшным термином обычно подразумевают вирусы, бактерии, плесневые грибки, шерсть животных, растительные аллергены, частички земли из цветочных горшков, продукты жизнедеятельности наших «соседей» - тараканов, мышей, клещей. Совершенно изолировать помещение от них нельзя: микроорганизмы переносятся людьми и животными, и аллергенами могут стать частички хитина клещей и тараканов, уличная пыль, втянутая кондиционером, белки из слюны животных, которые поднимаются в воздух вместе с пылью. • Высокая концентрация биологических загрязнителей в воздухе может вызывать аллергические реакции вплоть до бронхиальной астмы; возбудители некоторых инфекционных болезней (грипп, корь, паротит, туберкулез) также переносятся воздушным путем. В помещениях с низкой влажностью вся пыль находится в воздухе во взвешенном состоянии. Она проникает в легкие, вызывая дискомфорт, головокружение, постоянное покашливание, сухость слизистых, которые становятся особенно уязвимы, утрачивая влажный защитный слой.
Пыльца Зерна пыльцы содержат вещества (аллергены), которые могут вызывать у восприимчивых людей аллергические реакции, обычно в виде «сенной лихорадки» , или ринита. Подобного рода аллергия связана, прежде всего, с внешней средой; во внутренних помещениях концентрация пыльцы обычно значительно ниже, чем в наружном воздухе. Различие в концентрации пыльцы снаружи и внутри помещений наиболее значительно для зданий, у которых системы подогрева, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) снабжены эффективными фильтрами. Оконные кондиционеры также снижают концентрацию пыльцы по сравнению с системами естественной вентиляции зданий. Тем не менее, в некоторых производственных помещениях можно ожидать высокую концентрацию пыльцы, например, в домах, где из эстетических соображений размещено множество цветущих растений, или в теплицах.
Перхоть состоит из мельчайших чешуек кожи и частичек волоса или перьев животных (а также высохшей слюны и мочи) и является источником сильнейших аллергенов, которые могут вызывать у восприимчивых людей насморк и приступы астмы. Основным источником перхоти во внутренних помещениях обычно являются кошки и собаки, однако крысы, мыши (вредители или те, кого содержат в качестве домашних либо подопытных животных), хомяки, морские свинки и птицы могут тоже вызывать аллергические реакции. Перхоть от них, а также сельскохозяйственных животных и тех, кого разводят для развлечения (например, лошадей), может попадать внутрь помещения на одежде, но наибольшая ее концентрация, скорее всего, будет наблюдаться в помещениях, предназначенных для содержания животных, в лабораториях и населенных вредителями зданиях.
Насекомые Эти организмы и их выделения могут также вызывать дыхательные и другие аллергии, но в большинстве случаев их доля в общем биологическом загрязнении воздуха, похоже, не особенно велика. Частицы тараканов (особенно Blatella germanica и Periplaneta americana) могут оказывать существенное влияние в загрязненных, горячих и влажных рабочих помещениях. Чувствительность к частицам от тараканов и других насекомых, включая саранчу, долгоносиков, мучных жуков и плодовых мушек, может служить причиной ослабления здоровья среди занятых в животноводстве и работников лабораторий.
Микроскопические клещи Эти паукообразные обычно соседствуют с пылью, но фрагменты этих микроскопических родственников пауков и их выделения могут присутствовать и в воздухе внутренних помещений. Особое внимание следует обратить на домашнего клеща, Dermatophagoides pteronyssinus. Он и его ближайшие сородичи являются главной причиной дыхательной аллергии. Клещи этого вида водятся преимущественно в домах, предпочитая постельное белье и обитую тканью мебель. Есть немногочисленные свидетельства того, что они живут и в мягкой мебели офисов. Пищевые клещи, которые водятся в местах хранения продуктов и фуража для скота, например, Acarus, Glyciphagus и Tyrophagus, также могут служить источником аллергенов во внутренних помещениях. Несмотря на то, что по большей части их воздействию подвержены фермеры и работники продовольственных складов, пищевые клещи, подобно Dermatophagoides pteronyssinus, могут присутствовать в иных внутренних помещениях, особенно в зданиях с повышенной температурой и влажностью.
Вирусы оказывают существенное влияние на здоровье человека, но они не могут вести независимое существование вне живых клеток и тканей. Имеются свидетельства того, что некоторые из них распространяются через устройства рециркуляции или системы подогрева, вентиляции и кондиционирования воздуха, но основным способом их передачи является личный контакт. Даже кратковременное вдыхание аэрозолей, образующихся при кашле и чихании - например, при обычной простуде или гриппе - может привести к инфекции. Таким образом, риск заражения повышается в переполненных людьми помещениях. Очевидные, что никакие изменения в проектировании и эксплуатации зданий не способны существенно повлиять на данный фактор биологического загрязнения.
Бактерии Наиболее часто встречающиеся бактерии обитают в слизистой оболочке рта, носа, носоглотки и на кожных покровах: Staphylococcus epidermidis, S. aureus, а также разновидности Aerococcus, Micrococcus и Streptococcus. Другие распространены не так сильно, но иногда удается обнаружить присутствие Actinetobacter, Aeromonas, Flavobacterium и особенно Pseudomonas. Бактерия, вызывающая "болезнь легионеров", Legionella pneumophila, может встречаться в системах водяного теплоснабжения, увлажнителях и кондиционерах, а также в оборудовании для лечения органов дыхания, в лечебных ваннах, джакузи и душевых. Она попадает к человеку из вырабатываемых подобными устройствами водных аэрозолей, а также может распространяться от ближайших к зданию башен охлаждения. Время жизни Legionella pneumophila на открытом воздухе не превышает 15 минут. В дополнение к упомянутым выше одноклеточным бактериям существуют волокнистые микроорганизмы, актиномицеты, которые вырабатывают распространяющиеся по воздуху споры. Они живут во влажной среде и могут иметь сильный специфический запах. Два типа подобных бактерий, Faenia rectivirgula (Micropolyspora faeni) и Thermoactinomyces vulgaris способны размножаться при температуре , и их можно обнаружить в бытовых увлажнителях, а также в системах подогрева, вентиляции и кондиционирования воздуха.
Грибы В воздухе жилых и непромышленных помещений имеются споры многих разновидностей плесени, но в основном это Cladosporium, Penicillium, Aspergillus и Eurotium. Некоторые из видов плесени, например Cladosporium, в изобилии встречаются на листьях и других частях растущих на открытом воздухе растений, особенно летом. Тем не менее, несмотря на то, что споры могут попадать в помещение снаружи, Cladosporium способна расти на влажных поверхностях внутри зданий, вырабатывая споры, которые усиливают биологическое загрязнение воздуха. Различные разновидности Penicillium, а также Aspergillus и Eurotium можно обнаружить практически во всех пробах воздуха, взятых внутри помещений, и иногда их споры присутствуют там в значительных количествах. В содержащейся в воздухе флоре можно также найти отличающиеся от плесени розовые дрожжи Rhodotorula или Sporobolomyces.
Иные загрязнители Кроме взвеси вышеперечисленных частиц воздух помещений может содержать летучие органические соединения, являющиеся продуктами жизнедеятельности живых организмов, например, комнатных растений и микроорганизмов.
Животные как биологические загрязнители Гребневик мнемиопсис Китайский мохнорукий краб Бокоплав Gmelinoides fasciatus Гребневик берое Аборигенный озерный бокоплав и рачок-вселенец Gmelinoides fasciatus Колорадский жук
ПРИМЕРЫ ИНВАЗИОННЫХ ВИДОВ РАСТЕНИЙ И ЖИВОТНЫХ ДЛЯ ТЕРРИТОРИИ РОССИИ Некоторые виды-интродуценты Воздействие на Меры регулирования биоразнообразие Растения (Plant) 1. Ambrosia artemisiifolia – амброзия полыннолистная 2. A. trifida – амброзия трехраздельная 3. A. maritima – амброзия приморская 4. Solanum rostratum – паслен клювовидный 5. S. carolinense – паслен каролинский 6. Salvia lanceifolia – шалфей ланцетолистный 7. Amaranthus retroflexus – ширица колосистая 8. A. blitoiddes – ширица жминдовидная 9. Elodea canadensis – элодея канадская Жуки (Coleoptera) 1. Acanthoscelides obtectus – фасолевая зерновка 2. Callosobruchus chinensis – китайская зерновка 3. Leptinotarsa decemlineata – колорадский жук Бабочки (Lepidoptera) 4. Grapholitha molesta – восточная плодожорка 5. Hyphantria cunea – американская белая бабочка Кокциды (Coccidaе) 6. Quadraspidiotus perniciosus –калифорнийская щитовка Птицы (Aves) 1. Streptopelia decaocto – кольчатая горлица 2. Pastor roseus – розовый скворец 3. Branta canadensis – канадская казарка ХО Н Млекопитающие (Mammalia) 1. Сastor canadensis – канадский бобр 2. Ondatra zibetica – ондатра 3. Nyctereutes procyonoides – енотовидная собака 4. Procyon lotor – енот-полоскун ХО 5. Mustela vison – американская норка О О О О О Б Б Б Б Н Б О О О Б Б Б О О Б Б О Б Х Х ХО Н Н Н ХО ХО О Б Б Б Н Б Примечание: О – отрицательное влияние на биоразнообразие; Х – неизвестное влияние; ХО – нейтральное или местами хозяйственное значение; Б – применяются меры регулирования (химические и биологические методы борьбы с насекомыми и растениями, охота); Н – не применяются меры регулирования.
Нормирование качества окружающей среды Основой законодательства об охране окружающей среды являются ПДК (предельно допустимая концентрация) вредных веществ, количественно характеризующие такое содержание вредных веществ в атмосферном воздухе, при котором на человека и окружающую среду еще не оказывается ни прямого, ни косвенного вредных воздействий. Прямым воздействием считают временное раздражение, а также патологические изменения организма в результате накопления в нем вредных веществ выше определенной дозы. Под косвенным воздействием имеются в виду такие изменения в окружающей среде, которые, не оказывая вредного влияния на организм, ухудшают обычные условия обитания (например, увеличивают число туманных дней, поражают зеленые насаждения и т. п. ).
ПДК – максимальная концентрация примесей в атмосфере, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни не оказывает вредного воздействия на человека, включая отдаленные последствия, а также на окружающую среду.
ПДК обоснована клиническими и санитарно-гигиеническими исследованиями и носит законодательный характер. Она определяются по результатам изучения влияния веществ на человеческий организм. Испытания проводят на животных, а также в отдельных случаях на людях (например, для обнаружения порога восприятия запаха). Пороговая концентрация устанавливается на основе реакции у наиболее восприимчивых людей. Нормативные величины ПДК устанавливаются по отношению к пороговым величинам обычно с двукратным запасом, поэтому двойное превышение санитарных норм приземных концентраций, как правило, не увеличивает число заболеваний населения. В отдельных случаях для особо опасных веществ ПДК устанавливаются с большим запасом по отношению к выявленной пороговой величине влияния на организм. Так, при установлении ПДК для бенз(а)пирена – канцерогена – принят десятикратный запас.
ПДК не являются международным стандартом и могут несколько различаться в разных странах, что зависит от методов определения и спецификации. В РФ, как правило, ПДК соответствуют самым низким значениям, которые рекомендованы Всемирной организацией здравоохранения. Для тех веществ, которые оказывают немедленное, но временное раздражающее действие (рефлекторное – воздействие на органы чувств), устанавливают максимальные разовые предельно допустимые концентрации (ПДКм. р) за 20 -минутный период. Для веществ, накопление которых в организме вредно, устанавливают среднесуточные предельно допустимые концентрации (ПДКс. с). Для веществ с немедленным раздражающим действием, а также вызывающих патологические изменения при накоплении в организме, устанавливают ПДКм. р и ПДКс. с. При этом, если порог разового (раздражающего) воздействия вещества на организм больше порога токсического (среднесуточного) воздействия, для вещества устанавливаются различные величины ПДКм. р и ПДКс. с. Например, для оксида углерода ПДКм. р= 5 мг/м 3, а ПДКс. с = 3 мг/м 3.
ПДК Нормативы ПДК являются едиными для всей территории РФ. Предельно допустимые концентрации установлены и для атмосферного воздуха жилых районов. В необходимых случаях для отдельных районов устанавливаются более строгие нормативы ПДК загрязняющих веществ в атмосферном воздухе. В частности, более строгие нормативы установлены для отдельных заповедных зон. Для зон санитарной охраны курортов, мест размещения крупных санаториев и домов отдыха, а также зон отдыха ПДК установлена на 20 % меньше, чем для жилых районов.
Подход к определению ПДК
Основы нормирования качества окружающей среды а) медицинский (пороговый уровень угрозы здоровью человеку, его генотипу), б) технологический (способность экономики обеспечить выполнение установленных пределов воздействия на человека и среду его жизни), в) научно-технический (возможность научно-технических средств контролировать соблюдение пределов воздействия по всем его параметрам).
Классификация нормативов качества окружающей среды Санитарно-гигиенические нормативы: предельно допустимая концентрация вредных веществ (ПДК). Применяется к химическим загрязнителям; • предельно допустимый уровень воздействия (ПДУ). Используется для регламентации воздействия физических факторов среды; Производственно хозяйственные: • предельно допустимый выброс вредных веществ (ПДВ). Используется для контроля за выбросом вредных веществ в окружающую среду, обычно в атмосферу, тем или иным источником загрязнения; • предельно допустимый сброс вредных веществ (ПДС). • предельные нормативы образования отходов (ПНО). • предельные нормативы образования отходов и лимиты на их размещение (ПЛР). Применяется для контроля над источниками загрязнения водоемов Комплексные: • предельно допустимая нагрузка на окружающую среду (ПДН). Предельно допустимы нормы нагрузки на природную среду (ПДН) это максимально возможные антропогенные воздействия на природные ресурсы или комплексы, не приводящие к нарушению устойчивости экологических систем (природных и национальных парков, санаторно-курортных зон и т. д. ) •
Классификация нормативов качества окружающей среды Емкость природной среды или (экологическая емкость территории) - потенциальная способность природных систем переносить ту или иную антропогенную нагрузку без нарушения основных функций экосистем. Нормативы природных объектов: Применяются к компонентам природной среды и регламентируют их изъятие. • объемы допустимых уловов (ОДУ). • отстрел охотничьих животных • расчет лесосеки • нормы землеотводов (без изъятия природного объекта) Территориальные нормативы: • санитарно-защитные зоны промышленных предприятий. • водоохранные зоны (включая прибрежные защитные полосы). • санитарные зоны
Современные подходы к созданию малоотходных и энерго-, ресурсосберегающих технологий Экологизация производства – cложный и длительный процесс. Его первый этап предусматривает усовершенствование технологии, что должно привести к экономии природных ресурсов, сокращению вредных выбросов, развитию и модернизации очистных сооружений, минимизации отходов.
Современные подходы к созданию малоотходных, энерго- и ресурсосберегающих технологий Основные принципы создания малоотходных, энерго- и ресурсосберегающих технологий. Комплексная переработка сырья. Сокращение энергетических затрат. Замкнутые водооборотные циклы. Внедрение новых технологических процессов получения традиционных материалов. § Внедрение технологических процессов переработки отходов. § Водооборотные циклы § Рациональное размещение промышленных предприятий. § §
Скачать презентацию ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Общие понятия • ЗАГРЯЗНЕНИЕ
Загрязнение-2.ppt