 |
Вопросы для самоконтроля. Литература. задание. Экологические основы природопользования. Лекция 4. Основные типы загрязняющих веществ и их характеристики
|
|
|
|
Вопросы для самоконтроля
1. В чем заключается техногенное воздействие на окружающую среду?
2. Перечислите источники техногенного воздействия.
3. Дайте определение загрязнению и загрязнителям.
4. Каковы последствия загрязнения?
5. Как можно контролировать загрязнение?
6. Какие типы загрязнений окружающей среды вы знаете?
Литература
1 Арустамов Э. А., Левакова И. В., Баркалова Н. В. Экологические основы природопользования: Учебник – М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и Ко», 2008. – 320 с.
2 Гальперин М. В. Экологичские основы природопользования: Учебник. – М.: Форкм: ИНФРА-М, 2003. – 256 с.
3 Константинов В. М. Экологические основы природопользования: учебник / В. М. Константинов, Ю. Б. Челидзе. – М.: Издательский центр «Академия», 2014. – 240 с.
4 Саенко О. Е. Экологические основы природопользования: учебник / О. Е. Саенко, Т. П. Трушина. – Москва: КНОРУС, 2017. – 214 с.
5 Хандогина Е. К., Герасимова Н. А., Хандогина А. В. Экологические основы природопользования: учеб. Пособие / под ред. Е. К. Хандогиной. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2007. – 160 с.
Задание
В рабочих тетрадях письменно ответить на вопросы для самоконтроля. В тетради должна быть указана дата, тема лекции, наименование группы и ФИО.
16. 02. 2022 г.
1ПРПИ-19, ТОРА-19
Экологические основы природопользования
Лекция 4
ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ
План
1. Классификация загрязнений
2. Нормирование загрязнений
3. Характеристика загрязняющих веществ
Любая производственная деятельность связана с появлением отходов. «Безотходность» природных циклов — это миф, который опровергается огромными пластами геологических отложений, возникших в результате деятельности живых организмов. Отходы производства, попадая в природную среду, практически всегда изменяют еѐ химический состав или физические свойства и, следовательно, являются загрязняющими веществами.
|
|
|
Ландшафты и экосистемы наиболее заселѐ нных местностей и весь современный облик биосферы сформировались под антропогенным воздействием. К сожалению, предсказать дурные последствия человеческой деятельности обычно можно, но никогда нельзя сказать с уверенностью, что учтены все возможные опасности.
Загрязнения условно можно разделить на физико-химические, биологические и физико-механические.
Примеры физико-химического загрязнения — выбросы в атмосферу и водоѐ мы загрязняющих веществ (в том числе радиоактивных).
Примеры биологического загрязнения — загрязнение воды и почвы нечистотами, содержащими болезнетворные микроорганизмы, и антропогенная интродукция (внедрение) биологических видов, чужеродных для биоценоза и губительных для его природных обитателей.
Примеры физико-механического загрязнения — засорение атмосферы частицами пыли из-за неправильной распашки земель, ведущей к эрозии, то есть разрушению, почв, или шумовое загрязнение городской среды.
По времени и степени создаваемого ущерба антропогенные воздействия можно разделить на кратковременные аварии и перманентные (постоянные или долговременные) нагрузки на экосистемы, длительность которых превышает или сопоставима со временем сукцессии. При этом аварийные нагрузки могут иметь и весьма долговременные последствия. Хотя последствия катастрофических аварий обычно производят наиболее сильное впечатление, основной экологический ущерб приносит перманентное загрязнение окружающей среды.
Химическое загрязнение может носить двоякий характер.
|
|
|
Во-первых, это антропогенное изменение природных циклов имеющихся в природе веществ и сдвиг их биогеохимических циклов и концентраций. Пример: выброс огромных количеств окислов углерода, серы и азота при сжигании ископаемого топлива.
Во-вторых, это распространение в природных средах синтетических веществ, в том числе особо ядовитых, в принципе в природе не существующих (ксенобиотики). Примеры: утечки диоксинов и использование ядохимикатов в сельском хозяйстве. Подобные вещества особо опасны тем, что в экосистемах могут отсутствовать механизмы их разложения или консервации, а живые организмы не обладают способностью к их уничтожению при попадании во внутренние органы.
2. Для загрязняющих веществ вводят нормативы, называемые предельно допустимыми концентрациями (ПДК).
ПДК устанавливаются отдельно по каждой среде. Кроме того, для воздуха ПДК устанавливаются в зависимости от времени воздействия. Под разовой ПДК для воздуха обычно понимают концентрацию, допустимую в течение не более 20 минут. Среднесуточная ПДК — это концентрация вредного вещества в воздухе населѐ нных мест, которая не должна оказывать на человека прямого или косвенного воздействия при неограниченно долгом (годы) вдыхании. Поэтому среднесуточная ПДК есть основной норматив для оценки качества воздуха. В качестве отдельного норматива вводится ПДК рабочей зоны. Эту ПДК определяют, учитывая продолжительность рабочего времени, и за соблюдением этой нормы должны следить органы охраны труда. Особо устанавливаются ПДК для продуктов питания.
Согласно природоохранному законодательству, «нормирование в области охраны окружающей среды осуществляется в целях государственного регулирования воздействия хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду, гарантирующего сохранение благоприятной окружающей среды и обеспечение экологической безопасности. Нормирование в области охраны окружающей среды заключается в установлении нормативов качества окружающей среды, нормативов допустимого воздействия на окружающую среду при осуществлении хозяйственной и иной деятельности, иных нормативов в области охраны окружающей среды, а также государственных стандартов и иных нормативных документов в области охраны окружающей среды. Нормативы и нормативные документы в области охраны окружающей среды разрабатываются, утверждаются и вводятся в действие на основе современных достижений науки и техники с учетом международных правил и стандартов в области охраны окружающей среды». Под воздействием здесь подразумевается любая деятельность, вносящая физические, химические или биологические изменения в природную среду.
|
|
|
Первоначально ПДК устанавливались, исходя из «отсутствия практического влияния на здоровье человека». Однако этот критерий оказался слишком неопределѐ нным и недостоверным, так как он не учитывал генетических и долгосрочных последствий воздействия загрязнения. Например, стало ясно, что многие канцерогены, то есть вещества, вызывающие рак, опасны при любых концентрациях, а их действие проявляется спустя много лет. В других случаях накопление вещества в пищевых цепях превращает его вполне безопасные для человека концентрации в природной среде в смертельно опасные в пищевых продуктах. Кроме того, многие вещества, практически безвредные для человека при наблюдаемых концентрациях, наносят громадный ущерб природной среде. Поэтому нормы ПДК постоянно пересматриваются в сторону их уменьшения.
Гипотеза, на которой основывается установление ПДК, состоит в том, что существует порог вредного действия как некая доза получаемого организмом вещества, начиная с которой в нём (организме) возникают изменения, выходящие за пределы физиологических и приспособительных реакций, или скрытая (временно компенсированная) патология. Таким образом, пороговая доза вещества (или пороговое действие вообще) — это граница, переход которой вызывает в биологическом объекте негативные изменения, которые не могут быть компенсированы механизмами гомеостаза (механизмами поддержания внутреннего равновесия организма).
Для факторов, с которыми биота сталкивалась на протяжении миллионов лет эволюции, эта гипотеза существования порога вредного действия вполне справедлива. Однако, для многих ксенобиотиков пороговой концентрации, по-видимому, не существует. Они опасны в любой концентрации и в этом смысле ничем не лучше, чем возбудители чумы или чёрной оспы. Такие вещества мы обычно называем ядовитыми, и для их характеристики используется понятие токсичности. Токсичность есть способность вещества нарушать жизненно важные физиологические функции организма, то есть мера несовместимости вещества с жизнью.
|
|
|
Количественно токсичность определяется токсической дозой вещества (отнесенной, как правило, к массе тела животного или человека), вызывающей определённый токсический эффект (интоксикацию или отравление). Чем токсическая доза вещества меньше, тем выше его токсичность. Обычно токсичность характеризуют абсолютно летальной (смертельной) дозой DL100 или среднесмертельной дозой DL50. Здесь цифры в индексе указывают вероятность (в %) гибели подопытного животного. Значения токсических доз зависят от путей поступления вещества в организм.
Как правило, и люди, и природные объекты одновременно подвергаются действию нескольких загрязняющих веществ. Чтобы учесть совместное действие нескольких загрязняющих веществ, рассчитывается общий относительный уровень загрязнения S как сумма относительных уровней загрязнения по каждому из них:
(1)
где Сi — фактическая концентрация i-го вещества,
ПДКi —предельно допустимая концентрация вещества.
Нормой считается, если выполняется условие:
(2)
Этот подход предполагает, что загрязняющие вещества действуют независимо друг от друга. Проблема в том, что при одновременном воздействии нескольких веществ возможен синергетический эффект, состоящий в том, что совместное действие нескольких веществ больше суммы их воздействий по отдельности. Это означает, что при одновременном присутствии нескольких загрязнителей ПДК по каждому из них должна быть снижена. Однако вопрос о синергетическом действии загрязняющих веществ исследован пока недостаточно, и применяется простая норма (2).
3. Основные типы загрязняющих веществ, их источники и характер воздействия на людей и природные объекты представлены в таблице 1.
Таблица 1
| Вещество | Основные источники | Основные объекты и характер воздействия |
| Радиоактивные вещества | Аварии на атомных станциях, при транспортировке и переработке отходов. Свалки и зараженные угодья | Биологические объекты - прямое поражение и по пищевым цепям. Лучевая болезнь, канцерогенез, генетические последствия |
| Ртуть | Сжигание органического топлива. Производство хлора, пластмасс, бумаги, соды. Электролиз, обработка руд, амальгамирование. Свалки: термометры, ртутные лампы | Медленное отравление почв и пресноводных водоемов. Поражение нервной системы и почек с летальным исходом. Особо опасно образование метилртутных соединений в пресной воде от сбросов и атмосферных выпадений |
| Свинец | Цветная металлургия, автотранспорт, свалки | Поражение нервной системы, печени и кроветворных органов, обогащение и накопление в пищевых цепях |
| Кадмий | Цветная металлургия, свалки | Канцерогенез |
| Мышьяк | Цветная металлургия, свалки | Особо ядовит в соединениях |
| Удобрения, пестициды | Производство, транспортировка, хранение и применение | Отравление людей и животных непосредственно и по пищевым цепям с тяжелыми генетическими последствиями |
| Окислы серы | Тепловая энергетика, металлургия, нефтехимия и т. д. | Закисление почв и водоемов, деградация и гибель лесов, респираторное воздействие на людей, коррозия металлов |
| Окислы азота | Автотранспорт, тепловая энергетика, металлургия и другие высокотемпературные процессы и технологии | Закисление почв и водоемов, образование озонового смога. При попадании в организм человека с пищей превращаются в нитрозамины - сильнейшие канцерогены |
| Аммиак и аммоний | Аммонийные удобрения, животноводство, нечистоты | Эвтрофикация водоѐ мов, респираторное воздействие на людей |
| Пыль | Тепловая энергетика, металлургия, карьеры и терриконы, производство цемента, эрозия почв | Респираторное воздействие на людей, угнетение растительности, повышенный износ техники |
| Диоксины и другие органические вещества | Химическое и биохимическое производство, аварии на химических и электротехнических установках | Особо опасные и опасные ядовитые вещества, в малых концентрациях - сильные канцерогены и мутагены |
| Болезнетворные микроорганизмы | Неочищенные сточные воды, свалки (грызуны - крысы и мыши) | Холера, чума, дизентерия, сальмонеллѐ зы, инфекционный гепатит |
| Хлорфторуглеводороды | Аэрозольные распылители, холодильные установки, электротехническая и электронная промышленность | Безвредны для биоты. Попадая в стратосферу, разрушают озоновый слой |
|
|
|
|
|
|
