Хімічні фактори окр
Людина створила для себе середовище існування, заповнену синтетичними речовинами. Їх вплив на людину, інші організми і довкілля часто невідомо і виявляється часто, коли вже завдано відчутної шкоди або за надзвичайних обставин, наприклад, раптом з'ясовується, що при горінні цілком нейтральну речовину або матеріал утворює отруйні з'єднання.
В даний час по цілому ряду причин залишаються невирішеними проблеми за оцінкою токсичності хімічних продуктів для людини, і в більшій мірі по відношенню до навколишнього середовища. Вичерпне дослідження впливів речовин може бути реалізовано тільки після того, як буде отримана повна інформація про експозицію (діючої дозі) кожної хімічної речовини.
Джерела хімічного забруднення
В процесі своєї господарської діяльності людина виробляє різні речовини. Всі вироблені речовини з використанням як відновлюваних, так і невідновних ресурсів можна розділити на чотири типи:
* Вихідні речовини (сировина);
* Проміжні речовини (що виникають або використовувані в процесі виробництва);
* Побічний продукт (відхід).
Відходи виникають на всіх стадіях отримання кінцевого продукту, а будь-який кінцевий продукт після споживання або використання стає відходам, тому кінцевий продукт можна назвати відкладеним відходом. Всі відходи потрапляють у навколишнє середовище і включаються в біогеохімічний круговорот речовин в біосфері. Багато хімічні продукти включаються людиною в біогеохімічний круговорот в масштабах на багато перевищують природний круговорот. Деякі речовини, що направляються людиною в навколишнє середовище, раніше були відсутні в біосфері (наприклад, хлорфторвуглеці, плутоній, пластмаси та ін.), Тому природні процеси досить довго не справляються з цими речовинами. Наслідком є величезної шкоди наноситься організмам.
а) Будівництво, сільське і лісове господарство, військовий, рейковий і водний транспорт, повітряні сполучення.
б) Включаючи армійські служби.
в) Промисловість: інші області переробки, підприємства і гірнича справа, процеси (тільки промислові).
г) нафтопереробні заводи, коксові батареї, брикетування.
д) Для промислових електростанцій тільки виробництво енергії.
Енергетичні об'єкти - джерела найбільших обсягів хімічного забруднення.
Найбільша кількість відходів пов'язано з виробництвом енергії, на споживанні якої заснована вся господарська діяльність. Внаслідок спалювання викопного палива в цілях отримання енергії в атмосферу зараз йде потужний потік відновних газів. Забруднення і відходи енергетичних об'єктів розділяються на два потоки: один викликає глобальні зміни, а інший - регіональні і локальні. Глобальні забруднювачі надходять в атмосферу, і за рахунок їх тому числі парникових газів. З цієї таблиці видно, що в накопичення змінюється концентрація малих газових складових атмосфери, в атмосфері з'явилися гази, які раніше в ній практично відсутні -хлорфторуглероди. Наслідки накопичення глобальних забруднювачів в атмосфері це:
* руйнування озонового шару;
Транспорт як джерело хімічного забруднення
Хімічна промисловість як джерело забруднення
Звичайно, в порівнянні з енергетикою і транспортом глобальне забруднення за допомогою хімічної промисловості невелика, але це теж досить відчутне локальне вплив. Більшість органічних напівпродуктів і кінцева продукція, що застосовується або вироблена в галузях хімічної промисловості, виготовляється з обмеженого числа основних продуктів нафтохімії. При переробці сирої нафти або природного газу на різних стадіях процесу, наприклад, перегонці, каталітичному крекінгу, видалення сірки і алкилировании, виникають як газоподібні, так і розчинені у воді і скидаються в каналізацію відходи. До них відносяться залишки і відходи технологічних процесів, що не піддаються подальшій переробці.
Газоподібні викиди установок перегонки і крекінгу при переробці нафти в основному містять вуглеводні, монооксид вуглецю, сірководень, аміак і оксиди азоту. Та частина цих речовин, яку вдається зібрати в газоуловітелях перед виходом в атмосферу, спалюється в факелах, в результаті чого з'являються продукти згоряння вуглеводнів, монооксид вуглецю, оксиди азоту та діоксид сірки. При спалюванні кислотних продуктів алкілування утворюється фтороводород, що надходить в атмосферу. Також мають місце неконтрольовані емісії, викликані різними витоками, недоліками в обслуговуванні обладнання, порушеннями технологічного процесу, аваріями, а також випаровуванням газоподібних речовин з технологічної системи водопостачання і зі стічних вод.
З усіх видів хімічних виробництв найбільше забруднення дають ті, де виготовляються або використовуються лаки і фарби. Це пов'язано з тим, що лаки і фарби часто виготовляють на основі алкідних та інших полімерних матеріалів, а також нітролаків, зазвичай вони містять великий відсоток розчинника. Викиди антропогенних органічних речовин у виробництвах, пов'язаних із застосуванням лаків і фарб складає 350 тис. Т на рік, інші виробництва хімічної промисловості в цілому виділяють 170 тис. Т рік.
Вплив хімічних речовин на навколишнє середовище
Розглянемо детальніше дію хімічних речовин на навколишнє середовище. Дослідженням впливу антропогенних хімічних речовин на біологічні об'єкти довкілля займається екотоксикологія. Завданням екотоксикології є вивчення впливу хімічних факторів на види, живі співтовариства, абіотичні складові екосистем і на їх функції.
Під шкідливою дією, що наноситься відповідній системі, в екотоксикології розуміють:
· Виразні зміни звичайних коливань чисельності популяції;
· Довгострокові або безповоротні зміни стану екосистеми.
Впливу на окремі особини і популяції
Будь-яке дія починається з токсичного порогу, нижче якого не виявляється вплив речовини (NOEC - концентрація, нижче, якої не спостерігається дія). Йому відповідає поняття експериментально визначуваного порогу концентрації (LOEC - мінімальна концентрація, при якій спостерігається вплив речовини). Застосовується також третій параметр: MATC - максимально допустима концентрація шкідливої речовини (вУкаіни прийнятий термін ГДК - «гранично допустима концентрація»). ГДК знаходять розрахунком, і її значення повинно знаходитися між NOEC і LOEC. Визначення цієї величини полегшує оцінку ризику впливу відповідних речовин на чутливі до них організми.
Хімічні речовини в залежності від властивостей і будови впливають на організми по-різному.
Багато хімічних речовин взаємодіють з ферментами організму, змінюючи їх структуру. Так як ферменти каталізують тисячі хімічних реакцій, стає зрозумілим, чому будь-яка зміна їх структури глибоко впливає на їх специфічність і регуляторні властивості.
Приклад: ціаніди блокують фермент дихання - цитохром-с-оксидазу; катіони Са 2+ уповільнюють активність рибофлавінкитази, яка є переносником фосфату на рибофлавін в клітках тварин.
Порушення обміну речовин і регуляторних процесів в клітині.
Метаболізм клітин може бути порушений під дією хімічних речовин. Реагуючи з гормонами і іншими регуляторними системами, хімічні речовини викликають неконтрольовані перетворення, змінюють генетичний код.
Приклад: порушення реакцій окислювального розщеплення вуглеводів, що викликається токсичними металами, особливо сполуками міді і миш'яку; пентахлорфенол (ВГФ), триетілсвинець, триетілцинк і 2,4-динитрофенол розривають ланцюг хімічних процесів дихання на стадії реакції окислювального фосфорилювання; лидан, з'єднання кобальту і селену порушують процес розщеплення жирних кислот; Хлорорганічні пестициди і поліхлоровані біфеніли (ПХБФ) викликають порушення роботи щитовидної залози.
Мутагенну та канцерогенну дію.
Такі речовини як ДДТ, ПХБФ і полиароматические вуглеводні (ПАВ) потенційно мають мутагенну та канцерогенну впливом. Їх небезпечний вплив на людину і тварин проявляється в результаті тривалого контакту з цими речовинами, що містяться в повітрі і харчових продуктах. За даними, отриманим на основі експериментів з тваринами, канцерогенну дію здійснюється в результаті двоступеневого механізму:
Вплив на екосистему
Під дією хімічних речовин змінюються наступні параметри екосистеми:
* Просторовий розподіл організмів;
Заходи, які проводяться для мінімізації ризику використання хімічних продуктів
Для мінімізації ризику використання хімічних продуктів відповідно до рівня наших знань цієї проблеми в країнах ЄС в 1982 р Був введений в дію так званий «Закон про хімічні продукти». У процесі перевірки його виконання протягом декількох років проводилися заходи щодо оптимізації технологій, біологічних і фізико-хімічних випробувань, а також щодо уточнення термінології, стандартних речовин і методів відбору проб. Хімічний закон встановлює правила допуску на ринок всіх нових хімічних продуктів.
Технічні заходи, що використовуються для запобігання небезпеки промислових викидів
Для скорочення і зменшення викидів хімічних речовин на промислових підприємствах необхідно проводити наступні заходи:
Необхідно проектувати будь-яке виробництво так, щоб викиди були свідомо мінімальні.
Необхідно суворо дотримуватися технологічні режими виробництва.
Необхідна обов'язкова герметизація устаткування на виробництвах, де присутні і виходять хімічні сполуки (це стосується не тільки хімічної промисловості).
Необхідне впровадження безперервних технологічних процесів і замкнутого кола виробництва, оборотного водоспоживання.
Необхідно проводити заходи із запобігання аваріям (наприклад, планово-профілактичний ремонт обладнання).
Боротьба з втратами при транспортуванні (запобігання аваріям газо- і нафтопроводів).
Боротьба з емісією (виділенням) промислових газів в атмосферу.
Необхідно застосування систем очищення стічних вод і боротьби із забрудненням.
Обов'язкова переробка і утилізація відходів, вторинне використання відходів.
Боротьба із забрудненням води
Розуміння необхідності регульованого водопостачання і знешкодження стічних вод виникло дуже давно. Ще в Давньому Римі будували акведуки для постачання свіжою водою і «Cloaca maxima» - каналізаційну мережу. басейну відстійника і тим самим запобігання засмічення каналізації та утворення продуктів гниття ( «дортмундської колодязі» і «емські колодязі»).
Іншим методом знешкодження стічних вод була їх очищення за допомогою полів зрошення, т. Е. Спуск стічних вод на спеціально підготовлені поля. Однак лише в середині минулого століття почалися розробка методів очищення стічних вод і систематичне будівництво каналізаційних мереж в містах.
Спочатку були створені установки механічного очищення. Сутність цієї очищення полягала в осадженні знаходяться в стічних водах твердих частинок на дно просочуванні через піщаний грунт стічні води відфільтровувались і осветлялись.
З'явилася можливість розробки сучасних технологій очищення стічних вод, що включають в себе повернення (рецикл) біологічного мулу в нову порцію стічних вод і одночасну аерацію суспензії. Всі методи очищення стічних вод, розроблені в подальші роки і до теперішнього часу, не містять ніяких істотно нових рішень, а лише оптимізують розроблений раніше метод, обмежуючись різними комбінаціями відомих стадій технологічного процесу. Виняток становлять фізико-хімічні методи очищення, в яких використовуються фізичні методи і хімічні реакції, спеціально підібрані для видалення речовин, що містяться в стічних водах.
При розробці сумісної з довкіллям системи переробки відходів ставляться наступні (по порядку важливості) головні завдання:
Зниження кількості відходів вже в процесі виробництва продукції.
Зменшення відходів за рахунок їх сортування при зборі.
Широке вторинне використання матеріалів, отриманих з відходів.
Видалення залишаються після переробки відходів з мінімально можливим ризиком для навколишнього середовища і здоров'я людини.
Види утилізації відходів:
* Компостування (не застосуємо для відходів, що містять токсичні речовини);
Найбільш поширене зараз складування відходів. Приблизно 2/3 всіх відходів побутового і виробничого походження і 90% інертних відходів складують в сховищах - звалищах. Такі сховища займають великі площі, є джерелами шуму, пилу і газів, що утворюються в результаті хімічних і анаеробних біологічних реакцій в товщі, а також джерелами забруднення ґрунтових вод в результаті освіти на відкритих звалище вод, що просочуються.
Звідси випливає, що складування відходів не може бути задовільним методом їх утилізації, і необхідно використовувати інші методи.
В даний час спалюється до 50% всіх відходах в розвинених країнах. Переваги методу спалювання складаються в істотному зменшенні обсягу відходів і дієвому руйнуванні горючих матеріалів, у тому числі органічних сполук. Залишки від спалювання - шлаки та зола - складають лише 10% початкового об'єму і 30% від маси спалюваних матеріалів. Але при неповному згорянні в навколишнє середовище можуть потрапляти численні шкідливі речовини. Для зниження емісії органічних речовин необхідно використовувати пристрої для очищення димів.
Піролізу називають розкладання хімічних сполук при високих температурах під час відсутності кисню, внаслідок чого стає неможливим їх горіння. Хоча піроліз має багато переваг, він має і суттєвими недоліками: стічні води, що надходять з установок для піролізу, сильно забруднені органічними речовинами) феноли, хлоровані вуглеводні і ін.), А з відвалів твердих залишків піролізу (піролізного коксу) під дією дощів відбувається вимивання шкідливих речовин; в твердих продуктах піролізу, крім того, знайдені високі концентрації поліконденсірованних і хлорованих вуглеводнів. У зв'язку з цим піроліз не можна вважати екологічно безпечним методом переробки відходів.
Людина в процесі своєї діяльності виробляє величезну кількість хімічних речовин, які негативно впливають на навколишнє середовище. Але в даний момент він не має такої технології, яка б робила б діяльність людини абсолютно безвідходної.
Отже, в даній роботі були розглянуті деякі аспекти хімічного забруднення навколишнього середовища. Це далеко не всі аспекти цієї величезної проблеми і тільки мала частина можливостей вирішення її. Щоб повністю не зруйнувати місце свого проживання і проживання всіх інших форм життя, людині необхідно дуже дбайливо ставиться до навколишнього середовища. А це значить необхідний суворий контроль прямого і непрямого виробництва хімічних речовин, всебічне вивчення цієї проблеми, об'єктивна оцінка впливу хімічних продуктів на навколишнє середовище, дослідження і застосування методів мінімізації шкідливого впливу хімічних речовин на навколишнє середовище.