XVII.Промышленная экология. Промышленное производство и его воздействие на окружающую среду.

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОГРЕСС И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ.

Еще в начале века Вернадский говорил, что масштабы промышленного производства стали соизмеримы с геологическими преобразованиями. В настоящее время человек использует более 15% речных вод. Ежегодно добывается больше 100 миллиардов тонн руды, в своей деятельности человек использует более 5ОО тыс. различных химических соединений, более 40 обладают вредными для человека свойсвами, более 5 тыс. просто токсичны.

Схема потребления некоторых ресурсов городом с населением более миллиона человек:

Воздействие человека на биосферу сводится к 4 главным формам:

1) изменение структуры земной поверхности. Например, строительство дорог,

осушение болот.

2) изменение состава биосферы, круговорота и баланса слагающих ее веществ. 3) изменение энергетического, теплового баланса отдельных районов земного

шара и всей биосферы в целом,

4) изменение, вносимое в совокупность живых организмов,

XVIII.КЛАССИФИКАЦИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.

В узком смысле слова загрязнение - внесение в какую-либо среду нехарактерных для ней физических, химических или биологических компонентов непосредственными объектами загрязнение являются компоненты экотопа, косвенными - составляющие биоценоза.

Парсен предложил 1-ю классификацию загрязнений. Она включает тип загрязнения, его источник, последствия и меры контроля» 0н выделял следующие типы:

I) сточные воды

2) минералы, неорганические кислоты и соли

З) органические кислоты и соли

4) твердые отходы

5) вещества, имеющие питательную ценность для расстений

6) радиактивные вещества

7) носители инфекций

По современной классификации загрязнение делится на естественные и

антропогенные.

Антропогенные бывают:

1)механическое загрязнение - загрязнение среды компонентами, оказывающие лишь механическое воздействие без физико-химических воздействий.

2)химическое загрязнение - изменение естественных химических свойств среды»

3)физичеокое загрязнение - тепловое, шумовое, световое, электромагнитное и радиактивное.

4)биологическое загрязнение - в котором можно выделить микробиологичес- кое загрязнение.

Общее определение. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ - внесение в ту или иную экосистему не свойственных ей живых или неживых компонентов или структурных изменений, прерывающих круговорот веществ, потоки энергии и информация, в последствии данная экосистема разрушается или снижается ее продуктивность. С этой точки зрения загрязнение - комплекс помех в экосистеме, воздействующих на потоки энергии" и информации в трофических цепях.

С точки зрения теории помех загрязнение" можно разделить следующие категории:

1)нгридиентное веществ, количественно или качественно чуждых естественным биогеоценозам,

2)параметрическое - изменение качественных параметров окружающей среды,

очень близко к физрческому загрязнению. 3)иоценотическое - воздействие на состав и структуру популяции живых

организмов.

4)стациально-деструкционные - изменения ландшавтов - и экосистем в процессе природопользования.

Последствия зон;

1) в загрязнении есть нежелательный процесс потерь вещества, энергии, труда и средств, превращаемых в безвозвратные отходы, рассеиваемых в биосфере.

2) загрязнение снижает продуктивность как отдельных экосистем, так и всей биосферы в целом.

3) загрязнение прямо или косвенно ведет к ухудшению физического и морального состояния человека.

4) загрязнение имеет следствие необратимое разрушение как отдельных экосистем, так и всего биосферы в целом, включая воздействие на глобальные физико-химические параметры среды.

XIX.ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ.

Структура и состав атмосферы.

Атмосфера - газовая оболочка Земли, состоящая из нескольких концентричных сфер, разделенных переходными слоями - паузами. Нижняя наиболее плотная часть атмосферы называется тропосферой. Ёе протяженность меняется от 7 до 10км над полюсами, до 16 - 17 над экватором, при подъеме на каждые 100 м температура в тропосфере уменьшается на 0.6°C. В основном в тропосфере температура от +40 до –50* С.

За тропосферой следует стратосфера, а между ними трофопауза, протяженность стратосферы около 18 км. До высоты 30 км над землей температура примерно –50*С, а затем начинает расти и на высоте 50 км до +10*С, что связанно с наличием азонового слоя. За стратосферой следует стратопауза, а затем мезосфера. Т. к. азона в мезосфере существенно меньше, так и существенно меньше ее температура. На высоте 80 км - -70*С. Далее идет мезопауза, а затем термосфера или ионосфера. Для ионосферы характерно: на высоте 150 км температура +100*С, а на высоте 600 км - -1500*С. Однако тела находящиеся в ионосфере не нагреваются т. к. там очень мало частиц. Далее идет ионопауза, а затем экзосфера. Экзосфера выше 800 км от Земли» До высоты 1 км над Землей процентный состав воздуха практически не меняется» Выше все газы начинают переходить в атомарное состояние. Выше 600 км в атмосфере преобладает He, а выше 2000 – Ra.

Классификация промышленных выбросов в атмосферу.

Они могут классифицироваться;

по организации отвода и контроля. Делятся на организованные и не организованные, выбросы через специальные воздуховоды или шахты.

по температуре:

горячие: T>T окр.ср.

холодные: T=T окр.ср.

по принципу очистки.

Выбрасываемые без очистки, которые могут быть организованными или не организованными, выбрасываемые после очистки могут быть только организованными. Очистка - отделение от газа или превращение в безвредное состояние загрязняющих веществ. Выбросы делятся на первичные и вторичные. Первичные – непосредственно поступают в атмосферу от источника выброса. Вторичные - продукты преобразования первичных в. атмосфере.

Классификация источников загрязнения воздушной среды.

1) по назначению

а) технологические

б) вентиляционные

2) по месту расположения

а) незатененные ил высокие, расположенные в зоне не деформированного воздушного потока, их высота больше 2,5Н здания.

б) наземные 0<Н<2м

в) затененные от 2,5 м до 5Н зд.

3) по геометрической форме

а) точечные (трубы, шахты)

б) линейные (открытые окна)

5) по режиму работы

а) непрерывные

б) периодические

в) залповые (при авариях или сжигании быстро горючих отходов)

г) мгновенные (при взрывах)

6) по дальности распространения

а) внутриплощадные, когда повышается концентрация загрязняющих веществ. Создается только на промышленных площадках.

Б) внеплощадные, когда повышается концентрация загрязняющих веществ, создаются и в населенных пунктах.

Химические превращения веществ в атмосфере.

Практически все химические вещества, попадающие в атмосферу, участвуют в химических реакциях, происходящих под действием солнечного света:

A+h→A*

Молекула А столкнувшись с квантом света переходит в возбужденное состояние, После этого возможны следующие случаи: 1) дезоктивация за счет излучения или флюорисценция, At→A+hv

2)дезоктивация за счет соударения.

3) диссоциация

A*→ B*+C*

Вещества В и С чаще всего очень химически активны и приводят к началу цепи, химической реакцией в результате которых образуются нежелательные соедиения, типа смога.

Основными продуктами фотохимических реакций являются альдегиды, кетоны,

углекиолый газ, угарный газ, органические нитраты и группа веществ, называются оксидантами: озон, диоксид азота. ПАН (группа слезоточивых веществ).

Перенос загрязнений в атмосфере.

Выброшенные загрязнения не остаются на одном месте, а переносятся воздушными течениями. Всвязи с тем, что движение воздушных масс носит турбулентный характер, то перенос загрязнений в атмосфере описывается уравнением турбулентной диффузии:

Dc dc dc dc d dc  dc d dc

 +  +  + W *  +  + R *  +  + R* +  + Rz* = c

dr dx dy dx dx dx y dy dz dz

C(x,y,z,t) = концентрация загрязняющего вещества

координаты трехмерного пространства.

ע,V,W - скорости вдоль осей координат.

Rx,Ry,Rz - коэффициенты турбулентной диффузии вдоль осей координат; коэффициент, связанный с химическими превращениями загрязненных веществ.

Аналитического решения этого уравнения нет, поэтому оно решается численными методами.

Последствия загрязнения атмосферы. (к экзамену самостоятельно)