Реферат: Проблемы экологии
РЕФЕРАТ
на тему
«Проблемы экологии»
Выполнил:
___________________
___________________
г. Днепропетровск
2001 г.
<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-fareast-theme-font:minor-fareast; color:black;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language: AR-SA">ПЛАН
<span Times New Roman";color:black">1.<span Times New Roman"">
Вступление.<span Times New Roman";color:black">2.<span Times New Roman"">
Основная часть – обзор проблем экологии.Химическое загрязнение биосферы.
Аэрозольное загрязнение атмосферы.
Фотохимический туман (смог).
Химическое загрязнение природных вод.
Неорганическое загрязнение.
Органическое загрязнение.
Загрязнение почвы.
Пестициды как загрязняющий фактор.
Кислые атмосферные выпады на сушу.
<span Times New Roman";color:black">3.<span Times New Roman"">
Заключение.<span Times New Roman",«serif»;mso-fareast-font-family: «Times New Roman»;mso-fareast-theme-font:minor-fareast;color:black;mso-ansi-language: RU;mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language:AR-SA">Навсех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром. Но стех пор как появилось высокоиндустриальное общество, опасное вмешательствочеловека в природу резко усилилось, расширился объём этого вмешательства, оностало многообразнее и сейчас грозит стать глобальной опасностью длячеловечества. Расход невозобновимых видов сырья повышается, все больше пахотныхземель выбывает из экономики, так как на них строятся города и заводы. Человекуприходится все больше вмешиваться в хозяйство биосферы — той части нашейпланеты, в которой существует жизнь. Биосфера Земли в настоящее времяподвергается нарастающему антропогенному воздействию. При этом можно выделитьнесколько наиболее существенных процессов, любой из которых не улучшаетэкологическую ситуацию на планете.
Наиболеемасштабным и значительным является химическое загрязнение среды несвойственнымией веществами химической природы. Среди них – газообразные и аэрозольныезагрязнители промышленнобытового происхождения. Прогрессирует и накоплениеуглекислого газа в атмосфере. Дальнейшее развитие этого процесса будетусиливать нежелательную тенденцию в сторону повышения среднегодовой температурына планете. Вызывает тревогу у экологов и продолжающееся загрязнение Мировогоокеана нефтью и нефтепродуктами, достигшее уже 1/5 его общей поверхности.Нефтяное загрязнение таких размеров может вызвать существенные нарушения газо-и водообмена между гидросферой и атмосферой. Не вызывает сомнений и значениехимического загрязнения почвы пестицидами и ее повышенная кислотность, ведущаяк распаду экосистемы. В целом, все рассмотренные факторы, которым можноприписать загрязняющий эффект, оказывают заметное влияние на процессы,происходящие в биосфере.
Химическоезагрязнение биосферы.
Обзор этой темы я начну с рассмотрения техфакторов, которые приводят к ухудшению состояния одной из важнейшихсоставляющих биосферы — атмосферы. Человек загрязняет атмосферу ужетысячелетиями, однако последствия употребления огня, которым он пользовалсявесь этот период, были незначительны. Приходилось мириться с тем, что дым мешалдыханию и что сажа ложилась черным покровом на потолке и стенах жилища.Получаемое тепло было для человека важнее, чем чистый воздух и незакопченныестены пещеры. Это начальное загрязнение воздуха не представляло проблемы, иболюди обитали тогда небольшими группами, занимая неизмерно обширную нетронутуюприродную среду. И даже значительное сосредоточение людей на сравнительнонебольшой территории, как это было в классической древности, не сопровождалосьеще серьезными последствиями.
Так было вплотьдо начала девятнадцатого века. Лишь за последние сто лет развитие развитиепромышленности “одарило” нас такими производственными процессами, последствиякоторых вначале человек еще не мог себе представить. Возниклигорода-миллионеры, рост которых остановить нельзя. Все это — результат великихизобретений и завоеваний человека.
В основномсуществуют три основных источника загрязнения атмосферы:
·<span Times New Roman"">
промышленность;·<span Times New Roman"">
бытовыекотельные;·<span Times New Roman"">
транспорт.Доля каждого из этих источников в общем загрязнениивоздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас общепризнанно, чтонаиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство. Источникизагрязнений — теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздухсернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенно цветнойметаллургии, которые выбрасывают в воздухоксилы азота, сероводород, хлор, фтор,аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические ицементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топливадля нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания ипереработки бытовых и промышленных отходов. Атмосферные загряз-
нители разделяют на первичные, поступающиенепосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних.
Аэрозольноезагрязнение атмосферы.
Аэрозоли — этотвердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе.Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для организмов, а улюдей вызывают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнениявоспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная частьаэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частицмежду собой или с водяным паром. Средний размер аэрозольных частиц составляет1-5 мкм. В атмосферу Земли ежегодно поступает около 1 куб.км. пылевидных частицискусственного происхождения. Большое количество пылевых частиц образуетсятакже в ходе производственной деятельности людей. Сведения о некоторыхисточниках техногенной пыли приведены ниже:
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙПРОЦЕСС ВЫБРОС ПЫЛИ, МЛН.Т./ГОД
1. Сжигание каменного угля 93,60
2. Выплавка чугуна 20,21
3. Выплавка меди (без очистки) 6,23
4. Выплавка цинка 0,18
5. Выплавка олова (без очистки) 0,004
6. Выплавка свинца 0,13
7. Производство цемента 53,37
Основнымиисточниками искусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются ТЭС, которыепотребляют уголь высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические,цементные, магнезитовые и сажевые заводы. Аэрозольные частицы от этихисточников отличаются большим разнообразием химического состава. Чаще всего вих составе обнаруживаются соединения
кремния, кальция и углерода, реже — оксидыметаллов: железа, магния, марганца, цинка, меди, никеля, свинца, сурьмы,висмута, селена, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена, а такжеасбест. Еще большее разнообразие свойственно органической пыли, включающейалифатические и ароматические углеводороды, соли кислот. Она образуется присжигании остаточных нефтепродуктов, в процессе пиролиза нанефтеперерабатывающих, нефтехимических и других подобных предриятиях.Постоянными источниками аэрозольного загрязнения являются промышленные отвалы — искусственные насыпи из переотложенного материала, преимущественно вскрышных пород( Вскрышные породы ѕ породы или пласты, удаляемые при открытой разработкеполезного ископаемого.), образуемых при добыче полезных ископаемых или же изотходов предприятий перерабатывающей промышленности, ТЭС. Источником пыли иядовитых газов служат массовые взрывные работы. Так, в результате одногосреднего по массе взрыва (250-300 тонн взрывчатых веществ) в атмосферувыбрасывается около 2 тыс. куб.м. условного оксида углерода и более 150 т.пыли. Производство цемента и других строительных материалов также являетсяисточником загрязнения атмосферы пылью. Основные технологические процессы этихпроизводств — измельчение и химическая обработка шихт, полуфабрикатов иполучаемых продуктов в потоках горячих газов всегда сопровождается выбросамипыли и других вредных веществ в атмосферу. К атмосферным загрязнителямотносятся углеводороды — насыщенные и ненасыщенные, включающие от 11 до 13атомов углерода.Они подвергаются различным превращениям, окислению,полимеризации, взаимодействуя с другими атмосферными загрязнителями послевозбуждения солнечной радиацией. В результате этих реакций образуютсяперекисные соединения, свободные радикалы, соединения углеводородов с оксидамиазота и серы часто в виде аэрозольных частиц. При некоторых погодных условияхмогут образовываться особо большие скопления вредных газообразных и аэрозольныхпримесей в приземном слое воздуха. Обычно это происходит в тех случаях, когда вслое воздуха непосредственно над источниками газопылевой эмиссии существуетинверсия — расположения слоя более холодного воздуха под теплым, чтопрепятствует воздушных масс и задерживает перенос примесей вверх. В результатевредные выбросы сосредотачиваются под слоем инверсии, содержание их у землирезко возрастает, что становится одной из причин образования ранее неизвестногов природе фотохимического тумана.
Фотохимическийтуман (смог).
Фотохимическийтуман представляет собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частицпервичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смогавходят: озон, оксиды азота и серы, многочисленные органическиесоединенияперекисной природы, называемые в совокупности фотооксидантами.Фотохимический смог возникает в результате фотохимических реакций приопределенных условиях: наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота,углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиации ибезветрия или очень слабого обмена воздуха в приземном слое при мощной и, втечение не менее суток, повышенной инверсии. Устойчивая безветренная погода,обычно сопровождающаяся инверсиями, необходима для создания высокойконцентрации реагирующих веществ. Такие условия создаются чаще в июне-сентябреи реже зимой. При продолжительной ясной погоде солнечная радиация вызываетрасщепление молекул диоксида азота с образованием оксида азота и атомарногокислорода. Атомарный кислород с молекулярным кислородом дают озон. Казалось бы,последний, окисляя оксид азота, должен снова превращаться в молекулярныйкислород, а оксид азота — в диоксид. Но этого не происходит. Оксид азотавступает в реакции с олефинами выхлопных газов, которые при этом расщепляютсяпо двойной связи и образуют осколки молекул и избыток озона. В результатепродолжащейся диссоциации новые массы диоксида азота расщеппляются и даютдополнительные количества озона. Возникает циклическая реакция, в итоге которойв атмосфере постепенно накапливается озон. Этот процесс в ночное времяпрекращается. В свою очередь озон вступает в реакцию с олефинами. В атмосфереконцентрируются различные перекиси, которые в сумме и образуют характерные дляфотохимического тумана оксиданты. Последние являются источником так называемыхсвободных радикалов, отличающихся особой реакционной спосбностью. Такие смоги — нередкое явление над Лондоном, Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком и другимигородами Европы и Америки. По своему физиологическому воздействию на организмчеловека они крайне опасны для дыхательной и кровеносной системы и часто бываютпричиной преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем.
Химическоезагрязнение природных вод.
Всякий водоемили водный источник связан с окружающей его внешней средой. На него оказываютвлияние условия формирования поверхностного или подземного водного стока,разнообразные природные явления, индустрия, промышленное и коммунальноестроительство, транспорт, хозяйственная и бытовая деятельность человека.Последствием этих влияний является внесение в водную среду новых,несвойственных ей веществ — загрязнителей, ухудшающих качество воды.Загрязнения, поступающие в водную среду, классифицируют по-разному, взависимости от подходов, критериев и задач. Так, обычно выделяют химическое,физическое и биологические загрязнения. Химическое загрязнение представляетсобой изменение естественных химическихсвойств вода за счет увеличения содержанияв ней вредных примесей, как неорганической (минеральные соли, кислоты, щелочи,глинистые частицы), так и органической природы (нефть и нефтепродукты,органические остатки, поверхностноактивные вещества, пестициды).
Неорганическоезагрязнение.
Основныминеорганическими (минеральными) загрязнителями пресных и морских вод являютсяразнообразные химические соединения, токсичные для обитателей водной среды. Этосоединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома, меди, фтора. Большинство изних попадает в воду в результате человеческой деятельности. Тяжелые металлыпоглощаются фитопланктоном, а затем передаются по пищевой цепи болеевысокоорганизованным организмам. Токсический эффект некоторых наиболеераспространенных загрязнителей гидросферы представлен в таблице:
ВеществоПланктон Ракообразные Моллюски Рыбы
Медь +++ +++ +++ +++
Цинк + ++ ++ ++
Свинец — + + +++ -
Ртуть ++++ +++ +++ +++
Кадмий — ++ ++ ++++ -
Хлор — +++ ++ +++ -
Роданит — ++ + ++++ -
Цианид — +++ ++ ++++ -
Фтор — + ++ - -
Сульфид — ++ + +++ -
Степень токсичности (примечание)
— — отсутствует
+ — очень слабая
++ — слабая
+++ — сильная
++++ — очень сильная
Кроме перечисленных в таблице веществ, копасным заразителям водной среды можно отнести неорганические кислоты иоснования, обуславливающие широкий диапозон рН (pH ѕ кислотно-щелочнойбалланс.) промышленных стоков (1,0 — 11,0) и способных изменять pН водной средыдо значений 5,0 или выше 18,0, тогда как рыба в пресной и морской воде можетсуществовать только в интервале рН 5,0 — 8,5. Среди основных источниковзагрязнения гидросферы минеральными веществами и биогенными элементами следуетупомянуть предприятия пищевой промышленности и сельское хозяйство. С орошаемыхземель ежегодно вымывается около 6 млн.т. солей. К 2000 году возможноувеличение их массы до 12 млн.т./год. Отходы, содержащие ртуть, свинец, медьлокализованы в отдельных районах у берегов, однако некоторая их часть выноситсядалеко за пределы территориальных вод. Загрязнение ртутью значительно снижаетпервичную продукцию морских экосистем, подавляя развитие фитопланктона. Отходы,содержащие ртуть, обычно скапливаются в донных отложениях заливов или эстуарияхрек. Дальнейшая ее миграция сопровождается накоплением метиловой ртути и еевключением в трофические цепи водных организмов. Так, печальную известностьприобрела болезнь Минамата, впервые обнаруженную японскими учеными у людей,употреблявших в пищу рыбу, выловленную в заливе Минамата, в который бесконтрольносбрасывали промышленные стоки с техногенной ртутью.
Органическоезагрязнение.
Среди вносимых вокеан с суши растворимых веществ, большое значение для обитателей водной средыимеют не только минеральные, биогенные элемнты, но и органические остатки.Вынос в океан органического вещества оценивается в 300 — 380 млн.т./год.Сточные воды, содержащие суспензии органического происхождения или растворенноеорганическое вещество, пагубновлияют на состояние водоемов. Осаждаясь,суспензии заливают дно и задерживают развитие или полностью прекращаютжизнедеятельность данных микроорганизмов, участвующих в процессе самоочищениявод. При гниении данных осадков могут образовываться вредные соединения иотравляющие вещества, такие как серово-
дород, которые привогдят к загрязнениювсей воды в реке. Наличие суспензий затрудняют также проникновение света вглубь воды и замедляет процессы фотосинтеза. Одним из основных санитарныхтребований, предъявляемых к качеству воды, является содержание в нейнеобходимого количества кислорода. Вредное действие оказывают все загрязнения,которые так или иначе со- действуют снижению содержания кислорода в воде.Поверхностно-активные вещества — жиры, масла, смазочные материалы — образуют наповерхности воды пленку, которая препятствует газообмену между водой иатмосферой, что снижает степень насыщенности воды кислородом. Значительныйобъем органических веществ, большинство из которых не свойственно природнымводам, сбрасывается в реки вместе с промышленными и бытовыми стока-ми. Нарастающеезагрязнение водоемов и водостоков наблюдается во всех промышленных странах.Информация о содержании некоторых органических веществ в промышленных сточныхводах предоставлена ниже:
ЗАГРЯЗНЯЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА КОЛИЧЕСТВО В МИРОВОМСТОКЕ
МЛН.Т./ГОД
1. Нефтепродукты — 26,563
2. Фенолы — 0,460
3. Отходы производств синтетическихволокон — 5,500
4. Растительные органические остатки — 0,170
5. Всего — 33,273
В связи сбыстрыми темпами урбанизации (урбанизация, сосредоточение населения,материальной и духовной жизни в городах) и несколько замедленным строительствомочистных сооружений или их неудовлетворительной эксплуатацией водные бассейны ипочва загрязняются бытовыми отходами. Особенно ощутимо загрязнение в водоемах сзамедленным течением или непроточных (водохранилища, озера). Разлагаясь вводной среде, органические отходы могут стать средой для патогенных организмов(патогенный организм т.е.болезнетворный.). Вода, загрязненная органическими отходами, становитсяпрактически непригодной для питья и других надобностей. Бытовые отходы опасныне только тем, что являются источником некоторых болезней человека (брюшнойтиф, дизентерия, холера), но и тем, что требуют для своего разложения многокислорода. Если бытовые сточные воды поступают в водоем в очень большихколичествах, то содержание растворимого кислорода может понизится ниже уровня,необходимого для жизни морских и пресноводных организмов.
Загрязнениепочвы.
Почвенный покровЗемли представляет собой важнейший компонент биосферы Земли. Именно почвеннаяоболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере.
Важнейшеезначение почв состоит в аккумулировании органического вещества, различныххимических элементов, а также энергии. Почвенный покров выполняет функциибиологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений.Если это звено биосферы будет разрушено, то сложившееся функционированиебиосферы необратимо нарушится. Именно поэтому чрезвычайно важно изучениеглобального биохимического значения почвенного покрова, его современногосостояния и изменения под влиянием антропогенной деятельности. Одним из видовантропогенного воздействия является загрязнение пестицидами.
Пестициды какзагрязняющий фактор.
Открытиепестицидов — химических средств защиты растений и животных от различныхвредителей и болезней — одно из важнейших достижений современной науки. Сегодняв мире на 1 га. наносится 300 кг. химических средств. Однако в результатедлительного применения пестицидов в сельском хозяйствем медицине (борьба с переносчикамиболезней) почти повсеместно отличается снижение из эффективности вследствиеразвития резистентных рас вредителей и распространению “новых” вредныхорганизмов, естественные враги и конкуренты которых были уничтоженыпестицидами. В то же время действие пестицидов стало проявляться в глобальныхмасштабах. Из громадного количества насекомых вредными являются лишь 0,3% или 5тыс. видов. У 1250-ти видов обнаружена резистентность к пестицидам. Этоусугубляется явлением перекрёстной резистенции, заключающейся в том, чтоповышенная устойчивость к действию одного препарата сопровождаетсяустойчивостью к соединениям других классов. С общебиологических позицийрезистентность можно рассматривать как смену популяций в результате перехода отчувствительного штамма к устойчивому штамму того же вида вследствие отбора,вызванного пестицидами. Это явление связано с генетическими, физиологическими ибиохимическими перестройками организмов.
Неумеренноеприменение пестицидов (гербицидов, инсектицидов, дефолиантов) негативно влияетна качество почвы. В связи с этим усиленно изучается судьба пестицидов в почвахи возможности и возможности их обезвреживать химическими и биологическимиспособами. Очень важно создавать и применять только препараты с небольшойпродолжительностью жизни, измеряемой неделями или месяцами. В этом деле ужедостигнуты определенные успехи и внедряются препараты с большой скоростьюдеструкции, однако проблема в целом ещё не решена.
Кислыеатмосферные выпады на сушу.
Одна изострейших глобальных проблем современности и обозримого будущего — это проблемавозрастающей кислотности атмосферных осадков и почвенного покрова. Районыкислых почв не знают засух, но их естественное плодородие онижено инеустойчиво; они быстро истощаются и урожаи на них низкие. Кислотные дождивызывают не только подкисление поверхностных вод и верхних горизонтов почв.Кислотность с нисходящими потоками воды распространяется на весь почвенныйпрофиль и вызывает значительное подкисление грунтовых вод. Кислотные дождивозникают в результате хозяйственной деятельности человека, сопровождающейсяэмиссией колоссальных количеств оксилов серы, азота, углерода. Эти оксилы,поступая в атмосферу переносятся на большие расстояния, взаимодействуют с водойи превращаются в растворы смеси сернистой, серной, азотистой, азотной иугольной кислот, которые выпадают в виде “кислых дождей” на сушу,взаимодействуя с растениями, почвами, водами. Главными источниками в атмосфереявляется сжигание сланцев (сланец ѕ слоистые горные породы, обладающие способностьюраскалываться на тонкие пластины, слои.), нефти, углей, газа в индустрии, всельском хозяйстве, в быту. Хозяйственная деятельность человека почти вдвоеувеличила поступление в атмосферу оксилов серы, азота, сероводорода и оксидауглерода. Естественно, что это сказалось на повышении кислотности атмосферныхосадков, наземных и грунтовых вод. Для решения этой проблемы необходимоувеличить объём систематических представительных измерений соединенийзагрязняющих атмосферу веществ на больших территориях.
Охрана природы — задача нашего века, проблема, ставшая социальной. Снова и снова мы слышим обопасности, грозящей окружающей среде, но до сих пор многие из нас считают ихнеприятным, но неизбежным порождением цивилизации и полагают, что мы ещё успеемсправится со всеми выявившимися затруднениями. Однако, воздействие человека наокружающую среду приняло угрожающие масштабы. Чтобы в корне улучшить положение,понадобятся целенаправленные и продуманные действия. Ответственная идейственная политика по отношению к окружающей среде будет возможна лишь в томслучае, если мы накопим надёжные данные о современном состоянии среды,обоснованные знания о взаимодействии важных экологических факторов, еслиразработает новые методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимого ПриродеЧеловеком.