Загрязнение природы химическими веществами

Загрязнение природы химическими веществами

Наша планета состоит из химических элементов. Это в основном железо, кислород, кремний, магний, сера, никель, кальций и алюминий. Живые организмы, существующие на Земле, также состоят из химических элементов, органических и неорганических. В основном это вода, то есть кислород и водород. Еще в составе живых существ есть сера, азот, фосфор, углерод и так далее. Из химических веществ и соединений состоят выделения живых существ, а также их останки. Все сферы планеты – вода, воздух, почва, — это комплексы химических веществ. Вся живая и неживая природа взаимодействует между собой, результатом чего является, в том числе и загрязнение. Но если все состоит из химических элементов, то обмениваться и загрязнять друг друга они могут также химическими элементами. Значит, химическое загрязнение окружающей среды является единственным видом загрязнения? До недавнего времени это было так. Существовала только химия окружающей среды и живых организмов. Но достижения науки и внедрение их в производство, создали иные, кроме химических формы и виды загрязнений. Теперь мы уже говорим об энергетическом, радиационном, шумовом и так далее. Кроме того, в настоящее время химия окружающей среды стала дополняться веществами и соединениями, которые ранее в природе не встречались и созданы человеком в процессе производства, то есть искусственным путем. Эти вещества получили название ксенобиотики. Природа неспособна их переработать. Они не попадают в пищевые цепи и накапливаются в окружающей среде и организмах.

Химическое загрязнение по-прежнему остается и является основным.

А возможно ли загрязнение, если состав вещества и его загрязнителя однотипен? Возможно, потому что загрязнение возникает тогда, когда увеличивается концентрация тех или иных элементов в определенном месте или среде.

Таким образом, химическое загрязнение окружающей среды, это дополнительное привнесение в природу, включая ее растительный и животный мир, химических элементов природного и искусственного происхождения. Источниками загрязнения являются все процессы, происходящие на Земле как природные, так и производимые человеком. Основной характеристикой загрязнений можно считать степень их воздействия на живую и неживую природу. Последствия загрязнений могут быть: устраняемые и нет, локальные и глобальные, разовые и систематические и так далее.

Химические загрязнители

На Земле есть множество химических элементов, которые при избытке могут оказать негативное влияние на планету. Химические загрязнители – это вещества, которые негативно влияют на природу.

1. Оксид углерода

Оксид углерода при взаимодействии с азотом образует «парниковый эффект» — подъем температуры на поверхности планеты в результате тепловой энергии. Чистый оксид углерода также обладает токсичным действием.

1. Сернистый и серный ангидрид

Сернистый и серный ангидрид опасны тем, что повышают кислотность почвы. В результате уменьшается плодородность почвы.

1. Сероводород

Сероводород – газ, который возникает при извержении вулкана. Он входит в класс токсических соединений и негативно влияет на дыхательную систему и слизистые оболочки.

1. Оксид азота

Оксид азота невозможно увидеть и понюхать. При взаимодействии с углеродом образует фотохимический смог, который влияет на дыхательную систему. А при реакции с оксидом серы принимает участие в формировании кислотных дождей.

Если химические загрязнители окружающей среды могут смешиваться друг с другом, то образуются тяжелые компоненты. Именно способность образовывать комплексы оказывает негативное влияние на природу.

Негативное влияние по отраслям промышленности

Воздействие на окружающую среду распределяется в зависимости от конкретной отрасли.

Энергетика

Энергетические объекты становятся источниками риска для населения и природы. Энергетика задействована в развитии всех отраслей промышленности, сельского хозяйства и транспорта, поэтому имеет большую значимость.

Объем влияния тепловых станции по выработке электричества меняется в зависимости от типа и количества сжигаемого топлива. Твердое топливо выбрасывает в атмосферу летучую золу (иногда содержит мышьяк), оксиды азота, ангидриды, соединения фтора и другие опасные вещества.

Во время горения мазутов с дымовыми выбросами в атмосферу уходят оксиды азота, элементы ванадия, сернистый и серный ангидриды, соли натрия.

При разложении природного газа серьезным загрязнителем атмосферы выступает оксид азота. В энергетике все заводы, на которых сжигается топливо, считаются источниками загрязнения природы. Их выбросы виновны в формировании парникового эффекта, а также разрушении защитного слоя земли. Из атмосферы соединения оседают в почву и воду в виде кислотных дождей.

Транспорт

Это значимая производственная единица. Без транспорта не представляется возможным работа современной промышленности. Существует две главные формы его влияния на окружающий мир:

• транспортные средства;
• коммуникационные линии.

К транспортным сетям относят автомобильные и железные дороги, трубопроводы и аэродромы. Для размещения коммуникационных линий нужны значительные площади. Во время строительства люди разрушают почву.

Основной актуальный источник загрязнений – автомобильный транспорт. Выхлопные газы включают в себя вредные элементы: оксиды азота и углерода, свинец и др. Часть из веществ, выбрасываемых в природу, характеризуется мутагенностью. Для борьбы с таким загрязнением ученые стараются разрабатывать новые технологии.

Важно вводить в эксплуатацию новые виды транспорта, которые гораздо слабее будут влиять на окружающую среду. Также требуется правильно управлять линиями и перейти на более экологически безопасные формы топлива.

Промышленность

В РФ выделяется две главные ветви:

• добывающая;
• обрабатывающая.

Первая строится на добыче минерального сырья, которое считается невозобновляемым источником. Предприятия этой ветви строятся прямо на месторождении. Срок эксплуатации таких заводов зависит от объема минеральных ресурсов в источнике.

Добывающие предприятия пагубно сказываются на природе. Они нарушают целостность земных источников, загрязняют поверхность планеты (почву и воду), а в атмосферу выбрасываются опасные элементы.

Обрабатывающая промышленность делится на такие виды:

• химическая;
• машиностроительная;
• деревообрабатывающая;
• легкая;
• пищевая и др.

У каждого вида имеются отдельные технологические особенности и характер влияния на среду.

Негативное воздействие на естественную среду

Антропогенные выбросы аэрозолей существенно изменяют природу и климат на территориях, где большая концентрация промышленных заводов и предприятий. Аэрозольные частицы в воздухе активно формируют облака, из-за чего влажность и количество осадков в одних регионах повышается, а в других снижается. Это приводит к заболачиванию территорий или засухе. Оба последствия отрицательны для развития промышленности.

Учеными из американского университета штата Мериленд было установлено, что в промышленных районах концентрация грозовых и дождевых облаков в 2 раза превышает норму. Здесь портится погода, ухудшаются климат и условия проживания людей. По мнению ученых, нужно ставить под жесткий контроль работу заводов и ограничить выбросы серы, углеводорода и азота в атмосферу.

Основные источники загрязнения

Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются тепловые электростанции, которые потребляют уголь высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы. Аэрозольные частицы от этих источников отличаются большим разнообразием химического состава. Чаше всего в них обнаруживаются соединения кремния, кальция и углерода (несгоревший уголь, сажа, смола); реже — оксиды железа, магния, марганца, цинка, меди, никеля, свинца, сурьмы, висмута, селена, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена, а также асбест. Большее разнообразие свойственно органической пыли, включающей алифатические и ароматические углеводороды, а также соли кислот. Она образуется при сжигании остаточных нефтепродуктов, в процессе пиролиза на нефтеперерабатывающих, нефтехимических и других подобных предприятиях.

Ртуть в живых организмах

Ртуть попадает в растения в основном через атмосферу. Ртуть, поступающая из атмосферы в виде паров, сорбируется хвойными растениями и прочно удерживается в хвое. Миграции в другие органы растения при этом не происходит. Согласно действующим в РФ санитарным нормам ПДК соединений ртути в сельскохозяйственных растениях (картофель, овощи, зерновые) утвержден на уровне 0,02–0,03 мг/кг. В то же время Российские исследования показали, что органические и неорганические производные ртути при таких концентрациях вызывают у растений различные негативные экотоксические эффекты – ингибирование клеточного дыхания, понижение ферментной активности и др.

Одним из наиболее ярких примеров воздействия ртути на живые организмы и человека является печально известный случай массового отравления ртутью в Японском городе Минамата. В специальном исследовании было установлено, что болезнь Минамата обусловлена экотоксикологическими эффектами метилртутных соединений, образующихся в водных экосистемах при биологическом и химическом метилировании неорганических производных ртути. При этом бионакопление соединений ртути в морской биоте достигает значительных уровней. В заливе Минамата концентрации ртути составляли: в крабах – 35,7 мг/кг, в рыбе – 20,0 мг/кг, в креветках – 5,6 мг/кг при японском нормативе 0,4 мг/кг.

Рыбы Братского водохранилища (плотва, карась, лещ и окунь) также содержат значительные количества ртути – от 2 до 6 мг/кг, что, по мнению сибирских специалистов, обусловлено значительным загрязнением ртутью и ее соединениями донных отложений этой водной экосистемы. По мнению комитета по охране окружающей среды Иркутской области, ответственными за это загрязнение являются промышленные предприятия Иркутска, Ангарска, Усолья-Сибирского и Зимы, некоторые из которых за последние 20–30 лет сбросили со сточными водами по 1,5–2,0 тысяч тон ртути.

Пресноводные рыбы (голец, налим и сиг) в арктических водах России содержат ртуть на уровне 0,01 мкг/г сырой массы (отметим для сравнения, что соответствующие значения для вод Норвегии, Финляндии, Гренландии и Канады составляют 0,25, 0,32, 0,99 и 2,49 мкг/г).

В хищных птицах России уровень содержания ртути выше, чем в птицах, питающихся только растительным кормом. Концентрации ртути у тюленей и китов нередко превышают 0,5 мкг/г мышечной ткани (особенно у старых особей). Из самых высоких (до сих пор полученных) значений следует отметить концентрации ртути в печени кольчатых нерп из западных районов канадской Арктики (205 мкг/г) и печени китов у Фарерских островов (280 мкг/г). Что же касается белых медведей, то в их мехе содержание ртути колеблется от 1,6–1,7 мкг/г (в устье лены и на острове Врангеля) до 18,5 мкг/г в заливе Амундсена (опять же у северного побережья Канады, вероятно, как следствие существования в этом регионе естественных геологических источников). Следует отметить, что биоаккумуляция ртути обычно увеличивается с ростом температуры в пределах нормальных физиологических процессов, как это показано, например, для моллюсков.

Пути решения загрязнения почвы

Основные пути решения проблемы загрязнения почвы:

1. Правильное земледелие с использованием преимущественно натуральных удобрений, рациональное использование искусственных удобрений и средств защиты растений;
2. Предотвращение эрозии – мелиоративные работы, среднеполевые насаждения, облесение пустошей;
3. Предотвращение загрязнения почвы из муниципальных источников – сокращение количества отходов и надлежащее управление (сортировка отходов, компостирование, сбор опасных отходов), очистка сточных вод;
4. Ограничение промышленных источников загрязнения почвы – использование современных экологически чистых технологий и правильное обращение с производственными отходами;
5. Очистка почвы от токсичных веществ и раскисление закисленной почвы;
6. Для восстановления загрязненных почв предпринимаются сложные, многоступенчатые меры по восстановлению их полезности – рекультивация почв. Но такой территории требуется много лет, чтобы снова образовался слой почвы.

К сожалению, некоторые химические загрязнители могут оставаться в почве веками, и никакая обработка не может этого изменить. Поэтому, чтобы ускорить процесс удаления токсичных веществ из почвы и их реабилитации, загрязненную почву смешивают с чистой.