Причини за въздействие върху околната среда

По отношение на интензивността на въздействието върху околната среда, промишленото производство има едно от най-силните въздействия. Основната причина са остарели технологии в производството и прекомерна концентрация на производство на една територия или в рамките на едно предприятие. Повечето големи предприятия нямат система за опазване на околната среда или тя е доста проста.

Забележка 1

Повечето промишлени отпадъци се връщат в околната среда под формата на отпадъци. В готовите продукти се използват основно 1-2% от суровините, останалата част се отделя в биосферата, замърсявайки нейните компоненти.

Основни източници на замърсяване

В зависимост от естеството на въздействието на индустрията върху околната среда, промишлените производствени комплекси се разделят на:

• гориво и енергия,
• металургичен,
• химическо-горски
• сграда

Основното замърсяване на атмосферата се пада на газообразния серен диоксид. [Коментар]

Газообразният серен диоксид е комбинация от сяра и кислород.

Този вид замърсяване е разрушително. В процеса на емисия в атмосферата се натрупва сярна киселина, която по-късно е резултат от киселинни дъждове. Основните източници на замърсяване са продуктите на автомобилната индустрия, които използват сяросъдържащи въглища, нефт и газ в своята работа.

Освен това черната и цветната металургия и химическата промишленост оказват огромно влияние върху околната среда. В резултат на отработените газове концентрацията на вредни вещества се увеличава всяка година.

Според резултатите от статистическите данни делът на вредните вещества в САЩ е 60% от общия обем на всички вредни вещества.

Увеличението на производството е доста значително. Всяка година индустриализацията представя на човечеството нови технологии, които ускоряват индустриалните мощности. За съжаление, защитните мерки не са достатъчни, за да се намали произтичащото ниво на замърсяване.

Мерки за предотвратяване на екологични бедствия

По принцип екологичните бедствия възникват или в резултат на човешка небрежност, или в резултат на износване на оборудване. Средствата, които биха могли да бъдат спестени от предотвратени навремето аварии, биха могли да бъдат насочени за реконструкция на горивно-енергийния комплекс. Това от своя страна би намалило значително енергийната интензивност на икономиката.

В резултат на нерационално използване на природните ресурси се нанасят непоправими щети на природата. За да се анализират основните мерки за предотвратяване на замърсяването, е необходимо преди всичко да се съпоставят резултатите от икономическата дейност и показателите за екологичност на продуктите, технологията на тяхното производство.

От производството това събитие изисква значителни разходи, които трябва да бъдат включени в планираното производство. Предприятието трябва да разграничи разходите на три компонента:

• производствени разходи,
• екологични разходи,
• разходите за производство на продукт с екологично качество или замяна на продукт с по-екологичен.

В Русия основната индустрия е производството на нефт и газ. Въпреки факта, че обемите на производството на настоящия етап имат тенденция да намаляват, горивно-енергийният комплекс е най-големият източник на промишлено замърсяване. Проблемите с околната среда започват още на етапа на добив на суровини и транспортиране.

Всяка година има повече от 20 000 аварии, свързани с нефтени разливи, които навлизат във водни обекти и са придружени от смъртта на флората и фауната. Освен това авариите причиняват значителни икономически загуби.

За да се предотврати разпространението на екологична катастрофа, доколкото е възможно, най-екологично е да се разпределя транспортирането на петрол по тръбопроводи.

Този вид транспорт включва не само тръбна система, но и помпени станции, компресори и много други.

Забележка 2

Въпреки екологосъобразността и надеждността на тази система, тя не работи без аварии. Тъй като около 40% от тръбопроводната транспортна система е износена и експлоатационният живот отдавна е изтекъл. С годините се появяват дефекти по тръбите, възниква корозия на метала.

Така че една от най-сериозните аварии в последно време е пробивът на нефтопровод. В резултат на тази авария около 1000 тона нефт попаднаха в река Белая. Според статистиката всяка година руската екология търпи щети от 700 инцидента с нефтени разливи. Тези аварии водят до необратими процеси в околната среда.

Оборудването за добив на нефт и сондажи работи в доста трудни условия. Претоварвания, статично, динамично напрежение, високо налягане водят до износване на оборудването.

Особено внимание трябва да се обърне на остарелите машини за люлеене. При използване на многофазни помпи се повишава екологичната безопасност и икономическата ефективност. Освен това става възможно полученият газ да се използва по по-икономичен и екологичен начин. Към днешна дата газът от кладенец се изгаря, въпреки че за химическата промишленост този газ е доста ценна суровина.

Според учените за няколко години тежестта върху околната среда се е увеличила 2-3 пъти. Нараства потреблението на чиста вода, която безмилостно се изразходва в промишленото производство и в селското стопанство.

Проблемът с чистата вода стана толкова остър на настоящия етап от човешкото развитие, че често нивото на водоснабдяване определя нивото на индустрията и градския растеж.

Въпреки разочароващите прогнози, държавите от развиващите се страни започнаха да обръщат голямо внимание на почистването и мониторинга на безопасността на околната среда. Нови производства не получават разрешение без монтаж и въвеждане в експлоатация на пречиствателни съоръжения.

По въпросите на екологията е необходим сериозен въпрос за държавното регулиране.

Началото на 20 век е белязана в химическата индустрия с големи успехи в използването на атмосферния азот. Развитието на индустрията за органичен синтез и нефтохимическата промишленост доведоха до значително увеличаване на търсенето на хлор, тъй като хлорирането все още е незаменима стъпка в много процеси. Химическата промишленост се е развила от индустрията на неорганични вещества (сода, сярна киселина, солна киселина, след това производство на торове) в индустрията на нефтохимическия синтез. Този процес е придружен от промяна в суровината - отначало само каменна сол, варовик, пирит, след това чилийска селитра, фосфорити, поташни соли. С развитието на органичната химия въглищата се превръщат в най-важната суровина за химическата промишленост. Има коксова индустрия. С развитието на химическата индустрия обаче проблемите със замърсяването на околната среда се увеличиха, възникнаха екологични проблеми и т.н.

Суровини на химическата промишленост, комуникация с опазване на околната среда. Суровинската база на химическата промишленост е диференцирана в зависимост от природните и икономически особености на отделните страни и региони. В някои региони това са въглища, коксов газ, в други нефт, свързани нефтени газове, соли, серен пирит, газови отпадъци от черна и цветна металургия, в трети район е готварска сол и др.

Суровинен фактор оказва влияние върху специализацията на териториалните комбинации от химически индустрии. Химическото производство, с усъвършенстването на технологичните методи, от своя страна може да повлияе на суровината. Химическата промишленост е свързана с много индустрии. Съчетава се с нефтопреработка, коксуване на въглища, черна и цветна металургия и дърводобив.

Химическата промишленост и проблемите на опазването на околната среда. Химическо замърсяване - твърди, газообразни и течни вещества, химически елементи и съединения с изкуствен произход, които влизат в биосферата, нарушавайки установените от природата процеси на циркулация на вещества и енергия. Най-често срещаните вредни газови замърсители са: серни оксиди (сяра) - SO2, SO3; сероводород (H2S); въглероден дисулфид (CS2); азотни оксиди (азот) - Nox; бензпирен; амоняк; хлорни съединения; флуорни съединения; водороден сулфид; въглеводороди; синтетични повърхностно активни вещества; канцерогени; тежки метали; въглеродни оксиди - CO, CO2.

До края на XX век. замърсяването на околната среда с отпадъци, емисии, отпадни води от всички видове промишлено производство, селско стопанство, общински услуги на градовете придоби глобален характер и постави човечеството на ръба на екологична катастрофа. Съвременният живот, който до голяма степен се промени поради широкото използване на химически продукти, се превърна в опасен източник на замърсяване на биосферата. Битовите отпадъци съдържат значително количество синтетични и изкуствени вещества, които не се усвояват в природата. Това означава, че те са извън естествените геохимични цикли за дълго време. Изгарянето на битови отпадъци често е невъзможно поради факта, че околната среда е замърсена с токсични продукти на горенето (сажди, полициклични ароматни въглеводороди, хлорорганични съединения, солна киселина и др.). Поради това има сметища от отпадъци от гуми и пластмасови опаковки. Такива сметища се оказват добри екологични ниши за плъхове и сродни микроорганизми. Не са изключени случаи на пожари, които могат да превърнат цели региони в зона на екологично бедствие (намаляване на прозрачността на атмосферата, токсични продукти от горенето и др.). Поради това съществува остър проблем за създаване на полимери, които при естествени условия бързо се самоунищожават и се връщат към нормалния геохимичен цикъл.

Специална група е производството на бойни химически вещества, лекарства и продукти за растителна защита, тъй като това е синтез на биологично активни вещества. На първо място, самият производствен процес е свързан със значителен риск, тъй като персоналът постоянно работи в атмосфера с висока концентрация на тези вещества. Съществени трудности са свързани със съхранението, а както вече стана ясно и с унищожаването на бойни химически агенти. Химикали за растителна защита или пестициди, предназначени специално за пръскане в биосферата. Трудно е да се назове общият брой на тези отрови, тъй като непрекъснато се отделят нови и се спира освобождаването на стари, които се оказаха много вредни на практика или видовете вредители, срещу които се използват, вече са се адаптирали на тях. Но приблизително техният брой вече е надхвърлил 1000 съединения, главно хлор, фосфор, арсен и органоживак.

Така въглеводородите навлизат в атмосферата както по време на изгаряне на гориво, така и от нефтопреработващата промишленост, и от производството на газ. Източниците на замърсители са разнообразни, както и множество видове отпадъци и естеството на тяхното въздействие върху компонентите на биосферата. Биосферата е замърсена с твърди отпадъци, газови емисии и отпадни води от металургични, металообработващи и машиностроителни предприятия. Огромна вреда на водните ресурси нанасят отпадъчните води от целулозно-хартиената, хранителната, дървообработващата и нефтохимическата промишленост. Развитието на автомобилния транспорт доведе до замърсяване на атмосферата на градовете и транспортните комуникации с тежки метали и токсични въглеводороди, а постоянното нарастване на мащаба на морския транспорт доведе до почти повсеместно замърсяване на моретата и океаните с нефт и нефтопродукти. . Масовото използване на минерални торове и химически препарати за растителна защита доведе до появата на пестициди в атмосферата, почвата и природните води, замърсяване на водоеми, водотоци и селскостопански продукти (нитрати, пестициди и др.) с биогенни елементи. По време на добив милиони тонове различни, често фитотоксични скали се извличат на повърхността на земята, образувайки купища и сметища, които са прашни и горящи.

При експлоатацията на химически заводи и ТЕЦ се генерират и огромни количества твърди отпадъци (калцин, шлака, пепел и др.), които се съхраняват на големи площи, оказвайки отрицателно въздействие върху атмосферата, повърхностните и подземните води, почвата покритие (прах, емисии газове и др.). На територията на Украйна има 877 химически опасни обекта и 287 000 обекта използват силно токсични вещества или техни производни при производството си (в 140 града и 46 населени места).

Увеличаването на производството на химикали доведе и до увеличаване на количеството промишлени отпадъци, които представляват опасност за околната среда и хората. Химико-технологичното преобразуване на природата от човека, наред с механичната промяна на ландшафта и структурата на земната кора, е основното средство за отрицателно въздействие върху биосферата. Следователно е необходимо да се анализират химическите и технологичните дейности на човечеството: да се идентифицират неговите исторически и културни форми, мащаб и структура. Химическата дейност на човечеството е много разнообразна и я съпътства практически от първите стъпки на медицинската практика. Строго погледнато, химическата обработка на природата е неразделна характеристика на всички живи същества.

Системата "човек - околна среда" е в състояние на динамично равновесие, при което се поддържа екологично балансирано състояние на природната среда, при което живите организми, включително хората, взаимодействат помежду си и своята абиотична (нежива) среда без нарушаване на този баланс.

В ерата на научно-техническата революция нарастващата роля на науката в живота на обществото често води до всякакви негативни последици от използването на научните постижения във военните дела (химически оръжия, атомни оръжия), промишлеността (някои проекти на ядрени реактори), енергетика (плоски водноелектрически централи), селско стопанство (осоляване на почвата, отравяне на речния отток), здравеопазване (освобождаване на лекарства с непроверено действие) и други области на националната икономика. Нарушаването на равновесното състояние между човека и околната среда вече може да има глобални последици под формата на влошаване на околната среда, разрушаване на естествените екологични системи и промени в генофонда на популацията. Според СЗО 20-40% от здравето на хората зависи от състоянието на околната среда, 20-50% - от начина на живот, 15-20% - от генетичните фактори.

Според дълбочината на реакцията на околната среда се различават:

Пертурбация, временна и обратима промяна в околната среда.

Замърсяване, натрупване на техногенни примеси (вещества, енергия, явления), идващи отвън или генерирани от самата среда в резултат на антропогенно въздействие.

Аномалии, стабилни, но локални количествени отклонения на средата от състоянието на равновесие. При продължително антропогенно въздействие може да възникне следното:

Кризата на околната среда, състоянието, в което нейните параметри се доближават до допустимите граници на отклонения.

Унищожаване на околната среда, състоянието, в което тя става негодна за обитаване или използване като източник на природни ресурси.

За да се предотврати такъв пагубен ефект на антропогенния фактор, беше въведено понятието MPC (максимално допустими концентрации на вещества) - концентрацията на вещества, която няма пряк или косвен ефект върху човек, не намалява работоспособността, не влияе здраве и настроение.

ПДК на някои замърсители във въздуха на работната зона

За оценка на токсичността се определят свойствата на дадено вещество (разтворимост във вода, летливост, pH, температура и други константи) и свойствата на средата, в която е попаднало (климатични характеристики, свойства на резервоар и почва).

Мониторинг - наблюдение (проследяване) на състоянието на околната среда с цел откриване на промени в това състояние, тяхната динамика, скорост и посока. Обобщените данни, получени в резултат на дългогодишни наблюдения и многобройни анализи, позволяват да се прогнозира екологичната ситуация за няколко години напред и да се вземат мерки за отстраняване на неблагоприятните ефекти и явления. Тази работа се извършва професионално от специални организации - биосферни резервати, санитарни и епидемиологични станции, екологични болници и др.

Вземане на проби от въздух.

Въздушният биоанализ може да бъде сравнително малък;

При лабораторни условия се образува биопроба от въздух в течно състояние;

Биопробата се взема с помощта на улавящо устройство: аспиратор за вземане на проби, устройство за абсорбция на Rychter с абсорбиращ разтвор. Срокът на годност на взетите проби е не повече от 2 дни;

В затворено пространство се взема въздушна проба в центъра на помещението, на височина 0,75 и 1,5 m от пода

Вземане на проби от вода.

Пробите се вземат с пипети, бюрети, мерни колби (демонстрация пред ученици).

Вземането на проби от течност от затворен обем се извършва след нейното щателно смесване.

Изборът на биопроби от хомогенна течност от потока се извършва на определени интервали от време и на различни места.

За да се получат надеждни резултати, биопробите от естествена вода трябва да бъдат анализирани в рамките на 1-2 часа след вземането на проби.

За вземане на биопроби на различна дълбочина се използват специални устройства за вземане на проби - бутилки, основната част от които е цилиндричен съд с вместимост 1-3 литра, оборудван с горен и долен капак. След потапяне в течността до предварително определена дълбочина, капаците на цилиндрите се затварят и съдът с пробата се издига на повърхността.

Вземане на проби от твърдото вещество.

Биологичният анализ на твърдите вещества трябва да бъде представителен за изследвания материал (съдържа максимално възможно разнообразие в състава на изследвания материал, например, за да се контролира качеството на таблетките, е препоръчително да не се анализира една таблетка, а да се смесва определено количество от тях и вземете проба от тази смес, съответстваща на средното тегло на една таблетка).

При вземане на проби се стремят към възможно най-голяма хомогенизация на материала, постигната механично (смилане, смилане).

Биологичните анализи от твърди биосубстрати се превръщат в течнофазен биологичен анализ.

За това се използват специални технологични методи: приготвяне на разтвори, суспензии, колоиди, пасти и други течни среди.

Приготвяне на воден почвен екстракт.

Ход на работата: старателно смилайте почвената проба в хаванче. Вземете 25 g пръст, прехвърлете в колба от 200 ml и добавете 50 ml дестилирана вода. Съдържанието на колбата се разклаща старателно и се оставя да се утаи за 5-10 минути, след което след кратко разклащане се филтрира в колба от 100 ml през плътен филтър. Ако филтратът е мътен, повторете филтрирането през същия филтър, докато се получи бистър филтрат.

Определяне на показатели, характеризиращи органолептичните свойства на водата.

Органолептичните свойства се нормализират според интензивността на тяхното възприемане от човек. Това са мирис, вкус, цвят, прозрачност, мътност, температура, примеси (филм, водни организми).

Опит No 1. Определяне на прозрачността на водата.

Реагенти: 3 водни проби (от различни райони на Пенза).

Оборудване: 3 измервателни цилиндъра, пластмасова пластина, маркер.

Работен процес. Изсипете различни проби вода в измервателния цилиндър. В долната част на всеки цилиндър поставете чиния от бяла пластмаса с черен незаличим кръст, отпечатан върху нея. Разклатете водата преди измерване. Прозрачността, в зависимост от количеството на суспендираните частици, се определя от височината на водния стълб в цилиндъра (в cm), през който се вижда контурът на кръста.

Определяне на миризмата на вода.

Естествените миризми на водата са свързани с жизнената дейност на растенията и животните или разпадането на техните остатъци, изкуствените миризми с навлизането на промишлени или отпадъчни води.

Има ароматни, блатни, гнилостни, дървесни, земни, мухлясали, рибени, сероводородни, тревисти и неопределени миризми.

Силата на миризмата се определя от 5-точкова система:

резултат - без миризма или много слаб (обикновено не се забелязва).

точки - слаби (откриват се, ако му обърнете внимание).

точки - забележими (лесно се забелязват и могат да причинят неодобрителни отзиви за водата).

точка - различна (способна да предизвика въздържание от пиене).

точки - много силни (толкова силни, че водата е напълно непиеща).

Определяне на цвета на водата.

Цветът е естествено свойство на водата, поради наличието на хумусни вещества, които й придават цвят от жълтеникав до кафяв. Хумусните вещества се образуват по време на унищожаването на органичните съединения в почвата, те се измиват от нея и навлизат в открити водоеми. Следователно цветът е характерен за водата от открити водоеми и се увеличава рязко по време на наводнения.

Реагенти: водни проби, дестилирана вода.

Оборудване: 4 чаши, лист бяла хартия.

Напредък на работата: Определението се извършва чрез сравняване с дестилирана вода. За да направите това, вземете 4 еднакви химически чаши, напълнете ги с вода - едната дестилирана, другата - изследвана. На фона на лист бяла хартия сравнете наблюдавания цвят: безцветен, светлокафяв, жълтеникав.

Определяне на показатели, характеризиращи химичния състав и свойствата на водата.

Показатели като сух остатък‚ обща твърдост‚ pH‚ алкалност‚ съдържание на катиони и аниони: Ca 2+ , Na + , HCO 3 - , Cl - , Mg 2+ характеризират естествения състав на водата.

Определяне на плътността на водата.

Определяне на pH (водороден индекс).

Стойността на pH се влияе от съдържанието на карбонати, хидроксиди, соли, подложени на хидролиза, хумусни вещества и др. Този индикатор е индикатор за замърсяване на открити водни обекти, когато в тях се изпускат киселинни или алкални отпадъчни води. В резултат на химичните и биологични процеси, протичащи във водата и загубата на въглероден диоксид, рН на водата може да се промени бързо и този показател трябва да се определи веднага след вземане на проби, за предпочитане на мястото за вземане на проби.

откриване на органична материя.

Ход на работата: Вземете 2 епруветки, в едната налейте 5 мл дестилирана вода, в другата - епруветката. Добавете капка 5% разтвор на калиев перманганат към всяка епруветка.

Опит No 7. Откриване на хлоридни йони.

Високата разтворимост на хлоридите обяснява широкото им разпространение във всички природни води. В течащите резервоари съдържанието на хлориди обикновено е ниско (20-30 mg/l). Незамърсените подземни води на места с незасолени почви обикновено съдържат до 30-50 mg/l хлорион. Във вода, филтрирана през солена почва, 1 литър може да съдържа стотици и дори хиляди милиграма хлориди. Водата, съдържаща хлориди в концентрация над 350 mg / l, има солен вкус, а при концентрация на хлориди 500-1000 mg / l влияе неблагоприятно на стомашната секреция. Съдържанието на хлориди е индикатор за замърсяване на подземни и повърхностни водоизточници и канализация.

Таблица 2. Определяне на концентрацията на хлоридни йони

Концентрацията на йони SO 2-4 може да се определи чрез сравняване на получения резултат с данните, съдържащи се в таблица 3:

Опит No 9. Определяне на железни (II) и железни (III) йони.

Високото съдържание на желязо влошава органолептичните свойства на водата, прави водата неподходяща за производство на масло-сирене и текстил, засилва размножаването на желязо-асимилиращи микроорганизми във водопроводите, което води до прекомерно разрастване на тръбите. В чешмяната вода съдържанието на желязо не трябва да надвишава 0,3 mg/l. В някои отпадъчни води желязото се намира в големи количества, например в отпадъчните води на цеховете за мариноване, в отпадъчните води от боядисване на текстил и др.

Обща твърдост ( H общо) - това е естествено свойство на водата, поради наличието в нея на двувалентни катиони (главно калций и магнезий).

Има обща, карбонатна, постоянна и отстраняема твърдост.

Подвижно‚ или временно‚ ( H vr) и карбонат ( H k)твърдост поради наличието на бикарбонати (и карбонати) на калций и магнезий.

Водата с твърдост над 10 mEq/l често има неприятен вкус. Рязък преход при използване на мека към твърда вода (а понякога и обратно) може да причини диспепсия при хората.

Протичането на нефролитиазата се влошава при употребата на много твърда вода. Твърдата вода допринася за появата на дерматит. При повишен прием на калций от питейната вода на фона на йоден дефицит, заболяването на гуша се появява по-често.

При кипене бикарбонатите се превръщат в слабо разтворими карбонати и се утаяват, което води до образуване на котлен камък и твърдостта на водата намалява. Но кипенето не унищожава напълно бикарбонатите и някои от тях остават в разтвор. Отстраняемата (временна) твърдост се определя експериментално и показва колко е намаляла твърдостта на водата за 1 час кипене. Отстраняемата твърдост винаги е по-малка от карбонатната. Фатална, постоянна (N POST) и некарбонатна твърдост ( N Hk)поради хлоридни, сулфатни и други некарбонатни соли на калций и магнезий. Тези видове твърдост се изчисляват чрез разликата:

H пост.= H общо - H vr ; H nk \u003d Hотносно. - H към

Мека вода - обща твърдост< 3,5 мг-экв/л.

Вода със средна твърдост - обща твърдост от 3,5 до 7 mg-eq/l.

Твърда вода - обща твърдост от 7 до 10 mg-eq/l.

Много твърда вода - обща твърдост > 10 meq/l.

За питейни цели те предпочитат вода със средна твърдост, за домакински и промишлени цели - мека вода.

Въз основа на това общата твърдост за вода, която не е подложена на специална обработка, се определя на 7 meq/l.

Трилонометричният метод се използва за определяне на общата твърдост. Основният работен разтвор е Trilon B - динатриева сол на етилендиаминтетраоцетна киселина:

Определянето на общото съдържание на калциеви и магнезиеви йони се основава на способността на Trilon B да образува силни комплексни съединения с тези йони в алкална среда, замествайки свободните водородни йони с катиони. Ca 2+и М g2+ :

Ca 2+ + на 2 H2 R → на 2 CaR + 2Н+,

където R е радикалът на етилендиаминтетраоцетната киселина.

Като индикатор се използва черен хромоген, който дава виненочервено съединение с Mg 2+, когато М g2+придобива син цвят. Реакцията протича при рН-10, което се постига чрез добавяне на амонячен буферен разтвор към пробата ( NH4 OH+ NH4 CI).Първо се свързват калциевите йони, следвани от магнезиевите йони.

Медните йони (>0,002 mg/l), манган (>0,05 mg/l), желязо (>1,0 mg/l), алуминий (>2,0 mg/l) пречат на определянето.

Изчисляването на общата твърдост в mg-eq / l се извършва по формулата:

H общо mg/eq = n∙ N ∙ 1000/V‚

n е количеството трилон В, използвано за титруване, ml;

V- обем на пробата, в ml;

н- нормалност на трилон В.

Определяне на сух остатък

Сух остатък е количеството разтворени соли в милиграми, съдържащи се в 1 литър вода.T. тъй като масата на органичните вещества в сухия остатък не надвишава 10-15%, сухият остатък дава представа за степента на минерализация на водата.

Минералният състав на водата е 85% или повече поради катиони Ca 2+ M g 2+ , Na+и аниони NSO 3 -, CI - , SO 4 2-

Останалата част от минералния състав е представена от макроелементи Na + , K + , RO 4 3 -и др. и микроелементи Fe 2+, Fe 3+, I - , Si 2+ , мни т.н.

Водата със сух остатък до 1000 mg/l се нарича прясна, над 1000 mg/l - минерализирана. Водата, съдържаща прекомерно количество минерални соли, е неподходяща за пиене, тъй като има солен или горчиво-солен вкус, а използването й (в зависимост от състава на солите) води до различни неблагоприятни физиологични отклонения в организма. От друга страна, нискоминерализираната вода със сух остатък под 50-100 mg/l е неприятна на вкус, продължителната й употреба може да доведе и до някои неблагоприятни физиологични промени в организма (намаляване на съдържанието на хлориди в тъканите и др. .). Такава вода, като правило, съдържа малко флуор и други микроелементи.

Слабо минерализирана вода - съдържа< 20-100 мг/л солей.

Задоволителна минерализирана вода - 100-300 mg/l соли.

Силно минерализирана вода – съдържа 300-500 mg/l соли.

Определяне на структурата на почвата.

Под структурата на почвата се разбира нейната способност да се разпада на отделни частици, които се наричат ​​структурни единици. Те могат да имат различна форма: бучки, призми, плочи и др.

Неправилното и прекомерно прилагане на минерални торове, начините за тяхното съхранение са причина за замърсяване на почвата и селскостопанските продукти. Водоразтворимите форми на азотни торове се вливат в езера, реки, потоци, достигат до подпочвени води, причинявайки повишено съдържание на нитрати в тях, което се отразява неблагоприятно на човешкото здраве.

Много често торовете се внасят върху непречистената почва, което причинява замърсяване на почвата с радиоактивни (например калиеви изотопи при използване на калиеви торове), както и токсични вещества. Различни форми на суперфосфати, които имат кисела реакция, допринасят за вкисляването на почвата, което е нежелателно за райони, където рН на почвата е понижено. Излишното количество фосфатни торове, вливащи се в застояли и бавно течащи води, предизвиква развитието на голям брой водорасли и друга растителност, което влошава кислородния режим на водните тела и допринася за тяхното прекомерно разрастване.

Нитратите са неразделна част от всички сухоземни и водни екосистеми, тъй като процесът на нитрификация, водещ до образуването на окислени неорганични азотни съединения, има глобален характер. В същото време, поради широкомащабното използване на азотни торове, доставката на неорганични азотни съединения към растенията се увеличава. Прекомерната консумация на торов азот не само води до натрупване на нитрати в растенията, но също така допринася за замърсяването на водоемите и подземните води с остатъци от тор, в резултат на което се разширява територията на селскостопански продукти, замърсени с нитрати. Въпреки това, натрупването на нитрати в растенията може да се случи не само от излишък на азотни торове, но и при липса на други техни видове (фосфор, калий и др.) чрез частично заместване на липсващите йони с нитратни йони по време на минерално хранене, т.к. както и чрез намаляване на активността на ензима в редица растения.нитрат редуктаза, която превръща нитратите в протеини.

С оглед на това има ясна разлика между растителните видове и сортове по отношение на натрупването и съдържанието на нитрати. И така, нитратните акумулатори са семейства от тиква, зеле, целина. Най-голямото им количество се намира в листните зеленчуци: магданоз, копър, целина (Приложение 3), най-малко – в доматите, патладжана, чесъна, зеления грах, гроздето, ябълките и пр. И в това отношение има силни разлики между отделните сортове. И така, сортовете моркови "Shantene", "Pioneer" се отличават с ниско съдържание на нитрати, а "Nantes", "Losinoostrovskaya" - с високо. Зимните сортове зеле натрупват малко нитрати в сравнение с летните.

Най-голямо количество нитрати се намират в смукателните и проводящи органи на растенията – корени, стъбла, дръжки и листни жилки. В тиквичките, краставици и др. плодовите нитрати намаляват от дръжката към върха (Приложение 4).

В резултат на яденето на храни, съдържащи повишено количество нитрати, човек може да се разболее от метхемоглобиния. При това заболяване йонът NO 3 взаимодейства с кръвния хемоглобин, окислявайки желязото, включено в хемоглобина, до тривалентен и полученият метхемоглобин не е в състояние да пренася кислород и човекът изпитва кислороден дефицит, задушава се по време на физическо натоварване. В стомашно-чревния тракт излишното количество нитрати под въздействието на чревната микрофлора се превръща в токсични нитрити и след това е възможно да се превърнат в нитрозамини - силни канцерогенни отрови, които причиняват тумори. В тази връзка, когато ядете растения, натрупващи нитрати, е важно нитратите да се разреждат и да се консумират в малки дози. Съдържанието на нитрати може да се намали чрез накисване, варене на храна (ако не се използва отвара), отстраняване на онези части, които съдържат голямо количество нитрати.

Допустимите норми на нитрати (според данните на СЗО) са 5 mg (според нитратен йон) на ден на 1 kg тегло на възрастен, т.е. с маса 50-60 kg - това е 220-300 mg, а с 60-70 kg - 300-350 mg.

Могат да се наблюдават и ефектите на синергия (усилване) и антагонизъм, тъй като растенията замърсяват биосферата по сложен начин.

Решаване на екологични проблеми:

1. Промяна на технологичната схема на производство (прекратяване или намаляване на образуването на отпадъци, максимално разделяне на междинните продукти и използването им в циклични процеси).

2. Изберете максималния брой елементи от отпадъците за други индустрии.

3. Неутрализиране на промишлените емисии.

Методи за решаване на екологични проблеми:

Газообразни отпадъци (хомогенни: оксиди на сяра и азот, органични вещества под формата на газове - и хетерогенни: мъгла, прах, аерозоли).

Източници на замърсяване на въздуха.

Атмосферата е разделена на тропосфера (7-8 км от земната повърхност). Над - стратосферата - от 8-17 до 50-55 км. Тук температурата на въздуха е по-висока, което се дължи на наличието на озон тук.

В тропосферата има различни форми на живот. Следователно тропосферата е тази, която се нарича биосфера. Замърсяването, попадайки в тропосферата, преминава в по-високите слоеве много бавно. Основните антропогенни източници на замърсяване са:

ТЕЦ, работещи на въглища и отделящи сажди, пепел и серен диоксид в атмосферата;

металургични предприятия, чиито емисии съдържат сажди, прах, железен оксид, серен диоксид, флуориди;

циментови заводи, отделящи огромни количества прах;

големи предприятия за производство на продукти от неорганична химия - серен диоксид, флуороводород, азотни оксиди, хлор, озон;

фабрики за производство на целулоза, нефтопреработка - газообразни отпадъци (одоранти);

нефтохимически предприятия - служат като източник на въглеводороди и органични съединения от други класове, като амини, меркаптани, сулфиди, алдехиди, кетони, алкохоли, киселини и др.

отработени газове на автомобили, както и процеси на изпаряване на горивото - въглероден оксид, газообразни въглеводороди и непроменени компоненти на горивото, висококипящи полициклични ароматни въглеводороди и сажди, непълни продукти на окисление на горивото (например алдехиди), халогеновъглеводороди, тежки метали и азотни оксиди, образуването на които допринасят за процесите, протичащи по време на изгарянето на горивото;

горски пожари, в резултат на които във въздуха се отделят значително количество въглеводороди и въглеродни оксиди.

В зависимост от източника и механизма на образуване се разграничават първични и вторични замърсители на въздуха.

Основните замърсители са вещества, изпускани във въздуха директно от стационарни или мобилни източници,докато вторични замърсители се образуват в резултат на взаимодействия в атмосферата на първични замърсители един с друг и с вещества, присъстващи във въздуха (кислород, озон, амоняк, вода) под въздействието на ултравиолетово лъчение.

Повечето от праховите частици и аерозолите, присъстващи във въздуха, са вторични замърсители, които често са много по-токсични от първичните. Отработените газове са съставени от различни вещества и могат под въздействието на слънчевата радиация да влязат в фотохимични реакции в атмосферата, водещи до образуване на токсичен смог.

Критерии замърсители(за които се въвеждат специални критерии за ПДК) - въглероден оксид, серен диоксид, азотни оксиди, въглеводороди, прахови частици и фотохимични окислители

Един от най-вредните замърсители на въздуха е серният диоксид, който допринася за фотохимичния смог.

Въпреки че средната му концентрация във въздуха на големите градове не е толкова висока в сравнение с други компоненти, този оксид се счита за най-опасният за здравето на гражданите, причинявайки респираторни заболявания и общо отслабване на организма. В комбинация с други замърсители води до намаляване на средната продължителност на живота.

Но вредата, причинена от серен диоксид, не може да бъде приписана директно на това съединение. Основният виновник е серен триоксид SO 3, който се образува в резултат на реакцията: 2SO 2 + O 2 = SO 3

Действието на SO 2 е по-силно на тъмно, отколкото на светлина. Как мислите, с какво е свързано?

Всички знаете CO. Човек, който вдишва въздух със съдържание на CO от само 0,1% за няколко часа, абсорбира толкова много от него, че по-голямата част от хемоглобина (60%) се свързва с HbCO. Този процес е придружен от главоболие и намаляване на умствената активност. При отравяне с CO се използва смес от CO 2 и O 2 (обемната част на първите 3 е 5%), наречена карбоген. Повишените концентрации на тези газове в сместа позволяват на въглеродния оксид да бъде изхвърлен от тъканите в кръвта.

Високите локални концентрации на CO, дори краткосрочни, причинени в големите градове главно от работата на автомобилния транспорт, са така наречените екологични капани. Въглеродният окис е безцветен газ без мирис и поради това е труден за откриване с нашите сетива. Въпреки това, първите симптоми на отравяне с него (появата на главоболие) се появяват при човек, който се намира в среда с концентрация на CO 200 - 220 mg / m 3, само за 2 часа.

Така човек може да стане жертва на екологичен капан. Пушачите са изложени на подобен ефект на CO.

Следи от химични елементи присъстват в атмосферата като силно токсични замърсители като арсен, берилий, кадмий, олово, магнезий и хром (обикновено присъстващи във въздуха като неорганични соли, адсорбирани върху прахови частици). Около 60 метала присъстват в продуктите от горенето на въглищата и димните газове на топлоелектрическите централи. Всяка година във въздуха влизат огромни количества олово. Металният живак и олово, както и техните органометални съединения, са много токсични.

Натрупвайки се в атмосферата, замърсителите взаимодействат помежду си, хидролизират и окисляват под въздействието на влага и кислород, а също така променят състава си под въздействието на радиация. Смеси от различни замърсители, концентрацията на отделни компоненти в които е по-ниска от ПДК , също представляват голяма опасност. Заедно такива смеси могат да представляват значителна заплаха за всички живи същества поради кумулативния ефект. Продължителността на престоя във въздуха на неактивни съединения - постоянни газове (фреони и въглероден диоксид) е дълъг. От пестицидите, които се пръскат от самолети, органофосфорните пестициди са особено токсични, при фотолизата на които в атмосферата се получават продукти, които са дори по-токсични от оригиналните съединения.

Така наречените абразивни частици, които включват силициев диоксид и азбест, причиняват сериозни заболявания при вдишване в тялото.

Екологичният смог е комплексно атмосферно замърсяване, причинено от стагнацията на въздушните маси в големите градове с развита индустрия и голямо количество транспорт. Произходът на тази английска дума е ясен от следната диаграма: SMOKE+FOG=smoke fog.

Смог от лондонски тип – комбинация от газообразни замърсители (главно кисел газ), прахови частици и мъгла. Особено характерен е за замърсената атмосфера над Лондон, като основен източник на замърсяване на въздуха са продуктите от изгаряне на въглища и мазут. През декември 1952 г. над 4000 души загинаха в Лондон по време на смог, продължил около две седмици. Подобни ефекти от смога са отбелязани в Лондон през 1873, 1882, 1891, 1948 г. Този вид смог се наблюдава само през есента и зимата (от октомври до февруари), когато здравето на хората рязко се влошава, броят на настинките се увеличава и т.н.

Фотохимичен смог (тип Лос Анджелис) – възниква в резултат на фотохимични реакции при наличие на висока концентрация на азотни оксиди, въглеводороди, озон в атмосферата, интензивна слънчева радиация и спокоен или много слаб обмен на въздушни маси в повърхностния слой. За разлика от смога от лондонски тип, именно при слънчево време със значителни концентрации на автомобилни изгорели газове в атмосферата е открит през 30-те години на 20-ти век в Лос Анджелис, а сега е често срещано явление в големите градове по света.

Автомобилните двигатели с вътрешно горене са основният източник на това сложно замърсяване. В Русия превозните средства ежедневно изхвърлят 16,6 милиона тона замърсители в атмосферата. Особено тежка екологична ситуация се е развила в Москва, Санкт Петербург, Томск, Краснодар.30% от заболяванията на гражданите са пряко свързани със замърсяването на въздуха с отработени газове. Автомобилните двигатели отделят повече от 95% въглероден окис, около 65% въглеводороди и 30% азотни оксиди във въздуха на градовете. Естеството на отделяните вредни примеси зависи от вида на двигателите, които се делят на бензинови и дизелови. Основните вредни примеси, съдържащи се в отработените газове, са: азотни оксиди, въглеродни оксиди, различни въглеводороди, включително канцерогенен бензпирен, алдехиди, серни оксиди. В допълнение, бензиновите двигатели отделят продукти, съдържащи олово, хлор, а дизеловите двигатели отделят значителни количества сажди и частици сажди.

1. Метод на диспергиране през тръба.

2. Филтри.

3. Каталитично пречистване на газ:

S-> S0 2-> S0 3-> H 2 SO 4

CO -\u003e CH 4

4. Химически методи за почистване:

а) абсорбция - абсорбция на течни газове при ниска температура и високо налягане (вода, органични абсорбенти, калиев перманганат, поташ разтвор, меркаптоетанол); б) адсорбция (активен въглен, силикагел, циалити).

Пречистване на отпадъчни води на химически предприятия.

Хидросферата служи като естествен акумулатор за повечето замърсители, навлизащи в атмосферата или литосферата. Това се дължи на високата разтваряща способност на водата, на кръговрата на водата в природата, както и на факта, че резервоарите са крайната точка по пътя на различни отпадъчни води.

В резултат на заустването на непречистени отпадъчни води от предприятия, общински и селскостопански съоръжения, естествените свойства на водата се променят поради увеличаване на вредните примеси от неорганична и органична природа. Да се неорганични примесивключват тежки метали, киселини, основи, минерални соли и торове с биогенни елементи (азот, фосфор, въглерод, силиций). Между органични примесиотделят лесно окислени (органични вещества от отпадъчни води от хранителни предприятия и други биологично меки вещества) и трудно окислени и поради това трудно отстраними от водата (масло и продукти от него, органични остатъци, биологично активни вещества, пестициди и др.).

Възможна е промяна във физическите параметри на водата в резултат на навлизането в нея на три вида примеси: механичен (твърди неразтворими частици: пясък, глина, шлака, рудни включвания); термичен (заустване на нагрята вода от топлоелектрически централи, атомни електроцентрали и промишлени предприятия); радиоактивен (продукти на предприятия за добив на радиоактивни суровини, обогатителни инсталации, атомни електроцентрали и др.) - Влиянието на механичните и радиоактивните примеси върху качеството на водата е ясно, а топлинните примеси могат да доведат до екзотермични химични реакции на компонентите, разтворени или суспендирани в вода, и синтеза на още по-опасни вещества.

Промяната в свойствата на водата се получава в резултат на увеличаване на броя на микроорганизмите, растенията и животните от външни източници: бактерии, водорасли, гъби, червеи и др. (изхвърляне на битови отпадъчни води и отпадъци от някои предприятия). Тяхната жизнена дейност може да бъде силно активирана от физическо замърсяване (особено термично).

Топлинното замърсяване предизвиква засилване на жизнените процеси на водните организми, което нарушава баланса на екосистемата.

Минералните соли са опасни за едноклетъчните организми, които обменят осмотично с околната среда.

Суспендираните частици намаляват прозрачността на водата, намаляват фотосинтезата на водните растения и аерацията на водната среда, насърчават затлачването на дъното в райони с ниски дебити и оказват неблагоприятно въздействие върху жизнената активност на водните филтриращи организми. Различни замърсители могат да се сорбират върху суспендирани частици; утаявайки се на дъното, те могат да се превърнат в източник на вторично замърсяване на водата.

Замърсяването на водата с тежки метали не само причинява щети на околната среда, но и нанася значителни икономически щети. Източници на замърсяване на водите с тежки метали са цехове за поцинковане, минни предприятия, черна и цветна металургия.

Когато водата е замърсена с нефтопродукти, върху повърхността се образува филм, който предотвратява газообмена на водата с атмосферата. В него се натрупват други замърсители, както и в емулсията на тежки фракции, освен това самите нефтопродукти се натрупват във водните организми. Основните източници на замърсяване на водите с нефтопродукти са водният транспорт и повърхностния отток от градските райони. Замърсяването на водната среда с биогенни елементи води до еутрофикация на водните тела.

Органичните багрила, феноли, повърхностно активни вещества, диоксини, пестициди и др. създават опасност от токсикологична ситуация във водоема. Диоксините са особено токсични и устойчиви в околната среда. Това са две групи хлорсъдържащи органични съединения, свързани с дибензодиоксините и дибензофураните. Един от тях - 2, 3, 7, 8-тетрахлородибензодиоксин (2, 3, 7, 8 - TCDD) е най-токсичното съединение, известно на науката. Токсичният ефект на различните диоксини се проявява по същия начин, но се различава по интензивност. Диоксините се натрупват в околната среда и концентрацията им се увеличава.

Ако условно разчленим водната маса с вертикална равнина, можем да различим места с различна реактивност: повърхностния филм, основната водна маса и дънната утайка.

Дънната утайка и повърхностният филм са зони на концентрация на замърсители. Неразтворимите във вода съединения се утаяват на дъното, а утайката е добър сорбент за много вещества.

Във водата могат да попаднат неразградими замърсители. Но те са в състояние да реагират с други химични съединения, образувайки стабилни крайни продукти, които се натрупват в биологични обекти (планктон, риби и др.) и влизат в човешкото тяло през хранителната верига.

При избора на място за вземане на проби от вода се вземат предвид всички обстоятелства, които могат да повлияят на състава на взетата проба.

Има две основни извадки: еднократна и средна. Единична проба се получава чрез вземане на необходимия обем вода наведнъж. Средната проба се получава чрез смесване на равни обеми проби, взети на равни интервали. Средната проба е толкова по-точна, колкото по-малки са интервалите между отделните проби, които я съставят.

Водата за анализ се взема в чист съд, след като се изплаква 2-3 пъти с вода за тестване. Вземат се проби от открити водоеми в фарватера на реката от дълбочина 50 см. Бутилка с товар се спуска на дълбочина, след което тапата се отваря с помощта на прикрепен към нея държач. За целта е по-добре да използвате специални устройства - бутилки, които позволяват използването на съдове с различни форми и вместимост. Батометърът се състои от скоба, която плътно обвива съдовете и устройство за отваряне на тапата на желаната дълбочина.

Ако пробата се съхранява дълго време, могат да настъпят значителни промени в състава на водата, следователно, ако е невъзможно да се започне анализ на водата веднага след вземането на пробата или 12 часа след вземането на пробата, тя се консервира, за да се стабилизира химичния състав. Няма универсален консервант.

Има 3 групи индикатори, които определят качеството на водата (ще анализираме подробно и експериментално в семинара):

A - показатели, характеризиращи органолептични свойства;

B - показатели, характеризиращи химичния състав на водата;

B - показатели, характеризиращи епидемичната безопасност на водата.

За да може човек да използва водата за пиене, тя първо се пречиства.

Етапи на пречистване на водата:

уреждане

Филтриране

Дезинфекция

За дезинфекция се използват газове - хлор и озон.

Те също така използват химическа и биологична обработка на водата. Резервоарите за утаяване се пълнят с хлорела. Това едноклетъчно растение, бързо размножаващо се, абсорбира CO 2 и някои вредни вещества от водата. В резултат на това водата се пречиства и хлорела се използва като храна за добитък.

Приготвяне на питейна вода.

Река, езеро или резервоар - отделяне на големи примеси - предварително хлориране - флокулация - утаяване на примеси чрез утаяване - филтриране през пясък - хлориране - последващо пречистване - в общинския водопровод.

За да оцелее, човек се нуждае от около 1,5 литра вода на ден. Но всеки гражданин годишно изразходва до 600 литра вода за битови нужди. Промишлеността използва много вода.

Например, за производството на 1 кг хартия са необходими 20 000 литра прясна вода. Основният замърсител на водата е селското стопанство. За повишаване на добива на полето се внасят различни торове. Това може да доведе до повишаване на концентрацията на различни съединения в храната и питейната вода, а това е опасно за здравето. Сред другите замърсители най-забележими са нефтът и нефтопродуктите, които навлизат в естествените води по време на експлоатацията на петролни танкери.

Според СЗО 80% от всички инфекциозни заболявания в света са свързани с лошо качество на питейната вода и нарушения на санитарните и хигиенните стандарти за водоснабдяване. В света 2 милиарда души имат хронични заболявания поради използването на замърсена вода (Приложение 2, таблица 1).

Според експерти на ООН до 80% от химическите съединения рано или късно попадат във водоизточниците. Годишно в света се заустват повече от 420 km 3 отпадни води, което прави около 7 хил. km 3 вода неизползваеми. Сериозна опасност за общественото здраве е химическият състав на водата. В природата никога не се среща под формата на химически чисто съединение. Той постоянно носи голям брой различни елементи и съединения, чието съотношение се определя от условията на образуване на вода, състава на водородните скали.

Методи за пречистване на вода в домакинството.

Най-простият и достъпен метод за всички - поддържанечешмяна вода. В същото време остатъчният свободен хлор се изпарява. Под въздействието на гравитационните сили, относително големи суспензии и колоидни частици се отлагат в окачено състояние. Утайката може да пожълтее Какво мислите, че това ще покаже? (утаяване на Fe (OH) 3).

Кипене.

Основната цел на този метод е дезинфекция на водата. В резултат на термично излагане вирусите и бактериите умират. Освен това се получава дегазиране на водата - отстраняване на всички разтворени в нея газове, включително полезни. Какво? (O 2, CO 2). Тези газове подобряват органолептичните свойства на водата.

Обяснете защо преварената вода е безвкусна и няма голяма полза за чревната флора?

Метод замръзваневода.

Използва се много по-рядко. Въз основа на разликата между температурите на замръзване на чиста вода и саламура (разтвор на минерални соли). Първо, чистата вода замръзва, а солите се концентрират в останалия обем. Има мнение, че такава вода има лечебни свойства поради специалната структура на водни клъстери - групи от взаимно ориентирани водни молекули.

Пречистване на отпадъчни води

Технологията за почистване включва няколко етапа.

Таблица 2. Пречистване на отпадъчни води.

Деконтаминиран продукт	ПДК (мг/л)	Метод на почистване	Степен на пречистване,%
Ароматни органични съединения		Адсорбция върху въглеродни филтри
		Биохимично окисление
Груби примеси		уреждане
Железен (III) хидроксид		Филтриране през слой от помощни материали
Желязни (II) соли		Хлориране
		Филтриране през пясък. Улавяне в маслени капани. биохимично окисление.
водороден сулфид		Издухване на въздух от водата
		Екстракция. Озониране. биохимично окисление.

Първо, отпадъчните води се пречистват от неразтворими примеси. Големите предмети се отстраняват чрез филтриране (запомнете какво е филтриране) на водата през решетки и мрежи.

След това водата отива в резервоара, където фините частици постепенно се утаяват.

За отстраняване на разтворени органични вещества (NH 3 и амониеви катиони), те се окисляват с помощта на бактерии. Процесът протича по-интензивно при условия на аерация. Какво представляват аеробните условия? Аерация? (насищане на водата с атмосферен кислород)

Нитратите се превръщат в азотен газ с помощта на специални микроорганизми. Фосфорните съединения се утаяват под формата на слабо разтворим калциев ортофосфат.

След това извършете:

многократно утаяване;

абсорбция на останалите примеси от активен въглен;

дезинфекция.

Едва тогава водата може да се върне обратно в естествените водоеми.

Изхвърлянето на отпадни води в околната среда не спира. Почти 1/3 завършва в естествени водни тела без никаква обработка. Това не само е опасно за живота на организмите, но и води до влошаване на качеството на питейната вода. Предотвратяването на замърсяването на водите остава една от най-важните задачи на опазването на околната среда и опазването на човешкото здраве.

1. Филтриране.

2. Утаяване и филтриране.

3. Флотация.

4. Дестилация.

5. Йонообмен.

6. Биохимичен (за масло).

7. Микроорганизми за води с високо съдържание на азот, фосфор и повърхностно активни вещества.

8. Създаване на цикли на циркулация на водата.

Болести, възникващи от токсичното въздействие на химичните елементи и вещества в питейната вода

Маса 1.

	Вълнуващ фактор
	Арсен, бор, флуор, мед, цианиди, трихлороетен.
Болести на храносмилателния тракт а) повреда б) болки в стомаха в) функционални нарушения	Арсен, берилий, бор, хлороформ, динитрофеноли. Живак, пестициди
Сърдечни заболявания: а) увреждане на сърдечния мускул б) дисфункция на сърцето в) сърдечно-съдови промени г) трахикардия д) тахикордия	Бор, цинк, флуор, мед, олово, живак Бензол, хлороформ, цианиди Трихлоретилен Халоформи, трипалометани, алдрин (инсектицид) и неговите производни Динитрофеноли
Оплешивяване	Бор, живак
Цироза на черния дроб	Хлор, магнезий, бензен, хлороформ, тежки метали.
Злокачествени тумори на бъбреците	Арсен, халоформи
Злокачествени тумори на белите дробове	Арсен, бензопирен
Злокачествени тумори на кожата	Арсен, бензопирен, продукти от дестилация на петрол (масла)
	Арсен, олово, живак
Бронхиална астма
левкемия	Хлорирани феноли, бензол.

Твърди отпадъци (нереагирали суровини, филтри и катализатори).

1. Извличане на полезни компоненти чрез екстракция (благородни метали от отработени катализатори).

2. Термични методи.

3. Санитарни пломби.

4. Погребение в океана.

През 19 и 20 век взаимодействието на човека с околната среда или антропогенната дейност се осъществява под формата на мащабно материално производство.

Замърсяването на околната среда е нежелана промяна в нейните свойства, която води или може да доведе до вредно въздействие върху хората или природните комплекси. Най-известният вид замърсяване е химическото (влизането на вредни вещества и съединения в околната среда), но такива видове замърсяване като радиоактивно, термично (неконтролирано отделяне на топлина в околната среда може да доведе до глобални промени в климата на природата ), шум. По принцип замърсяването на околната среда е свързано с човешката икономическа дейност (антропогенно замърсяване на околната среда), но замърсяването е възможно в резултат на природни явления, като вулканични изригвания, земетресения, падане на метеорити и др. Всички черупки на Земята са изложени на замърсяване.

На всички етапи от своето развитие човекът е бил тясно свързан с външния свят. Но след появата на силно индустриално общество, опасната човешка намеса в природата се увеличи драстично, обхватът на тази намеса се разшири, стана по-разнообразна и сега заплашва да се превърне в глобална опасност за човечеството. Потреблението на невъзобновяеми суровини се увеличава, все повече обработваема земя напуска икономиката, затова върху тях се строят градове и фабрики. Човекът трябва да се намесва все повече и повече в икономиката на биосферата – тази част от нашата планета, в която съществува животът. Биосферата на Земята в момента е подложена на нарастващо антропогенно въздействие. В същото време могат да се разграничат няколко от най-значимите процеси, нито един от които не подобрява екологичната ситуация на планетата.

Най-мащабното и значимо е химическото замърсяване на околната среда с необичайни за нея вещества с химична природа. Сред тях са газообразни и аерозолни замърсители от промишлен и битов произход. Натрупването на въглероден диоксид в атмосферата също напредва. По-нататъшното развитие на този процес ще засили нежеланата тенденция към повишаване на средната годишна температура на планетата. Еколозите са разтревожени и от продължаващото замърсяване на Световния океан с нефт и нефтопродукти, което вече е достигнало 1/5 от общата му повърхност. Замърсяването с нефт от този размер може да доведе до значително нарушаване на газо- и водния обмен между хидросферата и атмосферата. Няма съмнение относно значението на химическото замърсяване на почвата с пестициди и нейната повишена киселинност, водеща до колапс на екосистемата. Като цяло всички разглеждани фактори, които могат да бъдат приписани на замърсяващия ефект, оказват значително влияние върху процесите, протичащи в биосферата.

Основен източник на пирогенно замърсяване на планетата са ТЕЦ, металургични и химически предприятия, котелни заводи, които консумират повече от 70% от годишно произвежданите твърди и течни горива. Основните вредни примеси с пирогенен произход са следните:

въглероден окис. Получава се при непълно изгаряне на въглеродни вещества. Той навлиза във въздуха в резултат на изгаряне на твърди отпадъци, с отработени газове и емисии от промишлени предприятия. Най-малко 1250 милиона тона от този газ влизат в атмосферата всяка година.Въглеродният окис е съединение, което активно реагира със съставните части на атмосферата и допринася за повишаване на температурата на планетата и създаване на парников ефект.

серен диоксид. Той се отделя при изгарянето на сяросъдържащо гориво или при преработката на сярни руди (до 170 милиона тона годишно). Част от серните съединения се отделят при изгарянето на органични остатъци в минни депа. Само в Съединените щати общото количество серен диоксид, изпуснат в атмосферата, възлиза на 65% от глобалните емисии.

Серен анхидрид. Образува се при окисляването на серен диоксид. Крайният продукт от реакцията е аерозол или разтвор на сярна киселина в дъждовна вода, който подкиселява почвата и влошава респираторните заболявания при хората. При ниска облачност и висока влажност на въздуха се наблюдава утаяване на аерозол на сярна киселина от димни факли на химически предприятия. Листните плочи на растенията, растящи на разстояние по-малко от 11 km от такива предприятия, обикновено са гъсто осеяни с малки некротични петна, образувани на местата на утаяване на капки сярна киселина. Пирометалургичните предприятия от цветната и черната металургия, както и топлоелектрическите централи годишно отделят десетки милиони тонове серен анхидрид в атмосферата.

Сероводород и въглероден дисулфид. Те влизат в атмосферата поотделно или заедно с други серни съединения. Основните източници на емисии са предприятия за производство на изкуствени влакна, захар, коксохимически, нефтени рафинерии, както и нефтени находища. В атмосферата, когато взаимодействат с други замърсители, те се подлагат на бавно окисление до серен анхидрид.

азотни оксиди. Основните източници на емисии са предприятията, произвеждащи азотни торове, азотна киселина и нитрати, анилинови багрила, нитросъединения, вискозна коприна и целулоид. Количеството азотни оксиди, влизащи в атмосферата, е 20 милиона тона годишно.

Флуорни съединения. Източници на замърсяване са предприятията, произвеждащи алуминий, емайли, стъкло, керамика, стомана, фосфатни торове. Флуор-съдържащите вещества навлизат в атмосферата под формата на газообразни съединения - флуороводород или прах от натриев и калциев флуорид. Съединенията се характеризират с токсичен ефект. Флуорните производни са силни инсектициди.

Хлорни съединения. Те влизат в атмосферата от химически предприятия, произвеждащи солна киселина, хлорсъдържащи пестициди, органични багрила, хидролитичен алкохол, белина, сода. В атмосферата те се намират като смес от хлорни молекули и пари на солна киселина. Токсичността на хлора се определя от вида на съединенията и тяхната концентрация. В металургичната промишленост при топенето на чугун и преработката му в стомана в атмосферата се отделят различни тежки метали и токсични газове. Така на 1 тон наситен чугун, в допълнение към 12,7 kg серен диоксид и 14,5 kg прахови частици, които определят количеството съединения на арсен, фосфор, антимон, олово, живачни пари и редки метали, катранени вещества и водород цианид, се освобождават.

Аерозолно замърсяване на атмосферата. Аерозолите са твърди или течни частици, суспендирани във въздуха. Твърдите компоненти на аерозолите в някои случаи са особено опасни за организмите и причиняват специфични заболявания при хората. В атмосферата аерозолното замърсяване се възприема под формата на дим, мъгла, мъгла или мъгла. Значителна част от аерозолите се образуват в атмосферата, когато твърдите и течните частици взаимодействат помежду си или с водна пара. Средният размер на аерозолните частици е 1-5 микрона. Всяка година в земната атмосфера влиза около 1 кубичен метър. км прахови частици от изкуствен произход. Голям брой прахови частици се образуват и по време на производствената дейност на хората. Информация за някои източници на техногенен прах е дадена в Таблица 1.

Таблица 1 - Източници на техногенен прах

Производствен процес	Емисия на прах, t/год
Изгаряне на каменни въглища	93,600
Топене на желязо	20,210
Топене на мед (без рафиниране)	6,230
Топене на цинк	0,180
Топене на калай (без рафиниране)	0,004
Топене на олово	0,130
Производство на цимент	53,370

Основните източници на изкуствено аерозолно замърсяване на въздуха са ТЕЦ, които консумират високопепелни въглища, обогатителни инсталации, металургични, циментови, магнезитни и сажди. Аерозолните частици от тези източници се отличават с голямо разнообразие от химичен състав. Най-често в състава им се срещат съединения на силиций, калций и въглерод, по-рядко - оксиди на метали: желязо, магнезий, манган, цинк, мед, никел, олово, антимон, бисмут, селен, арсен, берилий, кадмий, хром , кобалт, молибден, както и азбест. Още по-голямо разнообразие е характерно за органичния прах, включително алифатни и ароматни въглеводороди, киселинни соли. Образува се при изгаряне на остатъчни нефтопродукти, по време на процеса на пиролиза в нефтени рафинерии, нефтохимически и други подобни предприятия. Постоянни източници на аерозолно замърсяване са промишлени сметища - изкуствени насипи от повторно отложен материал, предимно от разкрития материал, образуван при добив или от отпадъци от преработващата промишленост, ТЕЦ. Източникът на прах и отровни газове е масовото взривяване. И така, в резултат на една средна експлозия (250-300 тона експлозиви), около 2 хиляди кубически метра се отделят в атмосферата. m условен въглероден окис и повече от 150 тона прах. Производството на цимент и други строителни материали също е източник на замърсяване на въздуха с прах. Основните технологични процеси на тези индустрии - смилане и химическа обработка на шихти, полуфабрикати и продукти, получени в потоци горещ газ - винаги са придружени от емисии на прах и други вредни вещества в атмосферата. Атмосферните замърсители включват въглеводороди - наситени и ненаситени, включително от 1 до 13 въглеродни атома. Те претърпяват различни трансформации, окисляване, полимеризация, взаимодействат с други атмосферни замърсители след възбуждане от слънчева радиация. В резултат на тези реакции се образуват пероксидни съединения, свободни радикали, съединения на въглеводороди с азотни и серни оксиди, често под формата на аерозолни частици. При определени метеорологични условия в повърхностния въздушен слой могат да се образуват особено големи натрупвания на вредни газообразни и аерозолни примеси.

Това обикновено се случва, когато има инверсия във въздушния слой непосредствено над източниците на емисии на газ и прах - разположението на слой от по-студен въздух под топъл въздух, което предотвратява въздушните маси и забавя пренасянето на примесите нагоре. В резултат на това вредните емисии се концентрират под инверсионния слой, тяхното съдържание в близост до земята се увеличава рязко, което се превръща в една от причините за образуването на фотохимична мъгла, непозната преди в природата.

Фотохимичната мъгла е многокомпонентна смес от газове и аерозолни частици от първичен и вторичен произход. Съставът на основните компоненти на смога включва озон, азотни и серни оксиди, множество органични пероксидни съединения, общо наречени фотооксиданти. Фотохимичният смог възниква в резултат на фотохимични реакции при определени условия: наличие на висока концентрация на азотни оксиди, въглеводороди и други замърсители в атмосферата, интензивна слънчева радиация и спокоен или много слаб въздухообмен в повърхностния слой с мощен и повишен инверсия за поне един ден. Продължителното спокойно време, обикновено придружено от инверсии, е необходимо за създаване на висока концентрация на реагенти.

Такива условия се създават по-често през юни-септември и по-рядко през зимата. При продължително ясно време слънчевата радиация причинява разграждане на молекулите на азотния диоксид с образуването на азотен оксид и атомен кислород. Атомен кислород с молекулен кислород дават озон. Изглежда, че последният, окислявайки азотния оксид, трябва отново да се превърне в молекулен кислород, а азотният оксид в диоксид. Но това не се случва. Азотният оксид реагира с олефините в отработените газове, които разрушават двойната връзка, за да образуват молекулярни фрагменти и излишък от озон. В резултат на продължаващата дисоциация, нови маси от азотен диоксид се разделят и дават допълнителни количества озон. Възниква циклична реакция, в резултат на която озонът постепенно се натрупва в атмосферата. Този процес спира през нощта. От своя страна озонът реагира с олефини. В атмосферата са концентрирани различни пероксиди, които общо образуват окислители, характерни за фотохимичната мъгла. Последните са източник на т. нар. свободни радикали, които се характеризират със специална реактивност. Такъв смог не е рядкост над Лондон, Париж, Лос Анджелис, Ню Йорк и други градове в Европа и Америка. Според физиологичните си ефекти върху човешкото тяло те са изключително опасни за дихателната и кръвоносната система и често причиняват преждевременна смърт на градски жители с влошено здраве.

От гледна точка на трудовата медицина черната металургия се характеризира с наличието на множество източници на професионални опасности: прах, газообразни токсични вещества (железен триоксид, бензол, хлороводород, манган, олово, живак, фенол, формалдехид, хромов триоксид, азотен диоксид, въглероден оксид и др.), лъчиста и конвекция топлина, шум, вибрации, електромагнитни и магнитни полета, висока тежест и интензивност на труда.

Всяко водно тяло или водоизточник е свързано с неговата външна среда. Влияе се от условията за образуване на повърхностни или подземни води, различни природни явления, промишленост, промишлено и битово строителство, транспорт, стопански и битови човешки дейности. Последица от тези влияния е въвеждането на нови, необичайни вещества във водната среда – замърсители, които влошават качеството на водата. Замърсяването, навлизащо във водната среда, се класифицира по различни начини в зависимост от подходите, критериите и задачите. Така че, обикновено разпределят химическо, физическо и биологично замърсяване. Химическото замърсяване е промяна в естествените химични свойства на водата поради увеличаване на съдържанието на вредни примеси в нея, както неорганични (минерални соли, киселини, основи, глинени частици), така и органични (нефт и нефтопродукти, органични остатъци, повърхностно активни вещества, пестициди).

2. ЙОНИ НА ЕЛЕМЕНТИТЕ, РЕГУЛИРАНИ ВЪВ ВОДАТА И ХРАНАТА

При оценката на качеството на водата преди всичко е необходимо да се обърне внимание на концентрациите на биологично активни (есенциални) елементи, които участват във всички физиологични процеси. Отрицателно влияние на ниските концентрации на есенциални елементи в питейната вода. Повишеното съдържание в диетата на всеки елемент причинява различни негативни последици. Ниските нива на редица елементи обаче също представляват опасност за човешкото тяло.

Сред най-честите заболявания, свързани с ниско съдържание на микроелементи в питейната вода, са ендемичната гуша (ниско съдържание на йод), кариес (ниско съдържание на флуор), желязодефицитна анемия (ниско съдържание на желязо и мед). Сред най-честите заболявания, свързани с ниско съдържание на микроелементи в питейната вода, са ендемичната гуша (ниско съдържание на йод), кариес (ниско съдържание на флуор), желязодефицитна анемия (ниско съдържание на желязо и мед). Като пример можем да цитираме резултатите от работата на съветско-финландската експедиция, която откри, че поради ниското съдържание на селен във водата и почвата, населението на редица райони на района на Чита е застрашено от селен- дефицитна кардиопатия - болест на Кешан. Сред макрокомпонентния състав на водата, ниското съдържание на калций и магнезий в питейната вода има особено негативен ефект върху човешкото тяло. Например, резултатите от санитарно-епидемиологичните проучвания на населението, проведени по програми на СЗО, показват, че ниското съдържание на Ca и Mg в питейната вода води до увеличаване на броя на сърдечно-съдовите заболявания. В резултат на проучване в Англия бяха избрани шест града с най-твърда и шест с най-мека питейна вода. Смъртността от сърдечно-съдови заболявания в градовете с твърда вода е под нормата, докато в градовете с мека вода е по-висока. Освен това населението, живеещо в градове с твърда вода, има по-добри параметри на сърдечно-съдовата система: по-ниско общо кръвно налягане, по-ниска сърдечна честота в покой и по-ниски нива на холестерол в кръвта. Тютюнопушенето, социално-икономическите и други фактори не са повлияли на тези корелации. Във Финландия по-високата сърдечно-съдова смъртност, високо кръвно налягане и нива на холестерол в кръвта в източната част на страната в сравнение със западната част на страната изглежда също са свързани с употребата на мека вода, тъй като други параметри (диета, упражнения и т.н. .) .д) популациите на тези групи практически не се различават.

60 - 80% от дневната нужда от Ca и Mg при хората се задоволява с храна. Но стойността на Ca и Mg в дневната диета може да бъде оценена, като се има предвид, че изискванията на СЗО за съдържанието на тези катиони във водата за Ca са 80-100 mg / l (около 120-150 mg на ден), а за Mg - до 150 mg / l (около 200 mg на ден) с обща дневна нужда, например, Ca, равна на 500 mg. Доказано е, че Ca и Mg се абсорбират напълно от водата в червата, а само 1/3 се абсорбира от продукти, в които е свързан с протеин.

Нивото на Са в клетката е универсален фактор в регулирането на всички клетъчни функции, независимо от типа на клетката. Липсата на Ca във водата влияе върху увеличаването на абсорбцията и токсичните ефекти на тежките метали (Cd, Hg, Pb, Al и др.). Тежките метали се конкурират с Ca в клетката, тъй като използват нейните метаболитни пътища, за да влязат в тялото и да заместят Ca йони в най-важните регулаторни протеини, като по този начин нарушават нормалното им функциониране.

Досега с увереност може да се твърди, че меката питейна вода, характерна за северните райони на планетата, с ниско съдържание на жизненоважни за организма двувалентни катиони (Ca и Mg), е значим екологичен рисков фактор за сърдечно-съдова патология и др. широко разпространени регионални заболявания, зависими от Ca-Mg.

По този начин, при разработването на изисквания за качеството на водата, използвана за питейни цели, е необходимо да се нормализира долната граница на съдържанието на редица компоненти.

При по-подробен анализ на ефекта на биологично активните елементи, съдържащи се във водата, върху човешкото здраве е необходимо да се вземе предвид и формата на тяхното присъствие в разтвор. Така флуорът в йонна форма, който е токсичен за хората при концентрации над 1,5 mg/l, престава да бъде токсичен, като е в разтвор под формата на BF4-комплексно съединение. Експериментално е установено, че въвеждането на значително количество флуор в човешкото тяло под формата на посоченото комплексно съединение елиминира риска от заболяване на човека с флуороза, тъй като е стабилно в кисела среда, това съединение не се абсорбира от тяло. Следователно, говорейки за оптималните концентрации на флуор, трябва да се вземе предвид възможността за неговото присъствие във водата под формата на комплексни съединения, тъй като F-йонът има положителен ефект върху човек в определени концентрации.

Както е известно, аналитичният (определен в лабораторията) химичен състав на природните води не отговаря на реалния състав. Повечето от компонентите, разтворени във вода, участващи в реакциите на комплексообразуване, хидролиза и киселинно-алкална дисоциация, се обединяват в различни стабилни йонни асоциации - комплексни йони, йонни двойки и др. Съвременната хидрогеохимия ги нарича мигриращи форми. Химическият анализ дава само брутната (или брутната) концентрация на компонент, например мед, докато в действителност медта може да бъде почти изцяло под формата на карбонатни, хлоридни, сулфатни, фулватни или хидроксо комплекси, което зависи от общия състав на тази вода (известно е, че биологично активните и съответно некомплексните Cu2+ йони са токсични във високи концентрации).

Предприятията на химическата промишленост са разположени в повечето региони на Руската федерация и произвеждат широка гама от продукти, за да задоволят нуждите на всички индустрии, селското стопанство и населението. Химическият комплекс на Руската федерация включва 26 клона на химическата, нефтохимическата, агрохимическата и микробиологичната промишленост. Разнообразието от продукти, прилагани технологии и видове суровини определя широк спектър от замърсители на атмосферния въздух, водните басейни и почвите. Редица емисии, зауствания и производствени отпадъци се характеризират със значителни обеми, висока токсичност и генериране на отпадъци. В някои населени места доминиращо е въздействието на предприятията от химическия комплекс върху околната среда.

Емисиите, заустванията и образуването на отпадъци намаляха значително през последните години, до голяма степен поради спада в производството и в по-малка степен поради прилагането на екологични мерки.

Поради разнообразието от производствени процеси, химическата индустрия е една от най-трудните за потискане на емисиите.

Основните източници на вредни емисии в атмосферата в промишлеността са производството на киселини (сярна, солна, азотна, фосфорна и др.), производството на каучукови изделия, фосфор, пластмаси, оцветители и перилни препарати, изкуствен каучук, минерални торове, разтворители (толуен, ацетон, фенол, бензен), крекинг на масло.

Решаването на екологичните проблеми в индустрията се усложнява от експлоатацията на значителен брой остаряло и остаряло оборудване, от които 60% е в експлоатация повече от 10 години, до 20% за повече от 20 години, 10% за повече от 30 години.

Трябва да се отбележи, че тази индустрия поддържа високо ниво на пречистване на емисиите на вредни вещества (повече от 90%). Структурата на емисиите се характеризира със следните данни: твърди вещества (мазут, въглищна пепел, прахов протеин BVK, неорганичен прах) - 13,4% от общите емисии, течни и газообразни вещества - 86,6%, включително въглероден окис - 32,6% , летливи органични съединения - g - 24,4; серен диоксид - 19,3, азотни оксиди - 8,8, въглеводороди - 4,8%. Емисиите на серен диоксид, азотни оксиди, въглеродни оксиди до голяма степен са свързани с работата на ТЕЦ и котелни, които са част от предприятията на комплекса.

Основното количество азотни оксиди и серен диоксид се отделят от предприятията на агрохимическата промишленост, въглероден окис - от производството на сода, пепел от мазут - от микробиологичната промишленост, въглероден дисулфид и сероводород - от промишлеността на химическите влакна, амоняк - от агрохимическата промишленост, органохлорната - от хлорната, олефиновата - от производството на синтетичен каучук, бензиновата - индустрията за гуми.

Освен това химическата и нефтохимическата промишленост се характеризират с емисии на метален живак, които представляват около половината от общите емисии на това вещество от руската индустрия, както и ванадиев (V) оксид и шествалентен хром, които са вещества от клас на опасност аз

От общия обем вода, използвана от предприятията от химическия комплекс, 62% се падат на химическата промишленост, 29,2% от нефтохимическата промишленост и 9,8% от микробиологичната промишленост. Спестяването на прясна вода чрез използването на циркулационни системи възлиза на 90% (от 96% в производството на синтетичен каучук до 64% ​​в микробиологичната индустрия).

Изпускането на замърсени отпадъчни води през 1994 г. възлиза на 1,62 km 3, нефтопродукти, суспендирани сулфати, общ фосфор, цианиди, тиоцианати, кадмий, кобалт, манган, мед, никел, живак, олово, хром, цинк, сулфат, въглерод. алкохоли, бензол, формалдехид, фурфурол, фенол, повърхностно активни вещества, пестициди.

В химическата и нефтохимическата промишленост годишно се генерират 125 милиона тона отпадъци, от които около 30% се използват. Всяка година в предприятията на индустрията не се използват повече от 90 милиона тона отпадъци, от които повече от 30 милиона тона (сярна и солна киселина, разтворители, дъна) и повече от 50 милиона тона (утайки от дестилирана суспензия, фосфогипс , отпадъци от вар и гипс) се съхраняват в специално определени места.

Над 7,8 милиона тона отпадъци, или 73% от общото им количество в химическия комплекс, са генерирани в агрохимическата индустрия. В преобладаващото мнозинство това са отпадъци от IV клас на опасност, чиито основни видове са фосфогипс, производство на фосфорна киселина и халитни депа за флотационно обогатяване с калциев хлорид. Съхранени съответно 86 и 105 милиона тона. Съхранението е свързано с отчуждаване на големи площи и вкисляване на почвите. Доказаните технологии за промишлена обработка на фосфогипс не са намерили разпространение: търсенето на получените строителни материали се оказва ограничено.

Според Държавния комитет по статистика на Руската федерация предприятията от химическата и нефтохимическата промишленост имат малък брутен принос за замърсяването на въздуха в Русия - X3 от всички емисии в Русия от стационарни източници. Същият дял заемат емисиите на течни и газообразни вещества. В същото време най-значимият дял на индустрията по отношение на емисиите на метален живак (около половината от общия обем на Русия).

Промишлеността представлява по-малко от 5% от обема на използваната прясна вода в Руската федерация и 6% от обема на отпадъчните води, зауствани в повърхностните водни обекти.

Индустриите са от определено значение по отношение на обема на замърсяването на отпадъчните води, зауствани в естествените водни обекти в Русия - X от общото заустване на промишлени отпадъчни води от тази категория. Почти същият е приносът на индустрията по отношение на обема на заустване на стандартно пречистени отпадъчни води.