5.2 Источники загрязнения и загрязняющие окружающую среду вещества

В научной литературе можно встретить целый ряд близких по смыслу определений загрязнения. Приведем некоторые из них.

1. Загрязнение окружающей среды - это любые отклонения состояния окружающей среды от обычно наблюдаемой среднестатистической нормы и (или) отклонения от состояния, желательного для человека.

2. В соответствии с российским законодательством загрязнение – это поступление в окружающую среду вещества, энергии, свойства, местоположение и количество которых оказывает негативное воздействие на окружающую среду.

3. Согласно принятому ООН определению под загрязнением понимают экзогенные химические вещества, встречающиеся в ненадлежащее время и в ненадлежащем количестве.

4. Загрязнение, это такое состояние, когда в объекте окружающей среды загрязнитель находится в количествах, превышающих ПДК и может оказывать неблагоприятной влияние на здоровье и санитарно-бытовые условия проживания человека.

5. Загрязнение - это компоненты, нарушающие процессы круговорота, обмена веществ, потоки энергии с уменьшением продуктивности или разрушением экосистемы.

Загрязнение может возникать в результате естественных причин ( природное загрязнение и под влиянием деятельности человека ( антропогенное загрязнение).

Загрязняющее вещество – это вещество или смесь веществ, количество и (или) концентрация которых превышают установленные для химических веществ, в том числе и радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов нормативы и оказывают негативное воздействие на окружающую среду.

Классификация загрязнения окружающей среды (по Н.Ф. Реймесу)

1.Загрязнение различают по масштабу: локальное, региональное и глобальное.

2.Загрязнение бывает первичным или вторичным, т.е. возникающим в результате последующих химических и физических трансформаций загрязняющих веществ либо в результате взаимодействия между собой, либо вследствие естественного распада.

3.Загрязнение принято подразделять на физическое (световое, тепловое, акустическое, электромагнитное), химическое, биологическое ( отходы производства ферментов, антибиотиков, патогенные микроорганизмы)

4. Загрязнение различают также по основным средам обитания организмов: воздуха, воды, почвы.

Первенство по степени опасности для человека и окружающей среды принадлежит следующим классам веществ

1.тяжелые металлы: ртуть, свинец, кадмий;

2.хлорированные углеводороды (полихлорированные, полибромированные бифенилы, диоксины);

3. асбест

4. пестициды

Химические загрязнения подразделяются на природные (нефть) и ксенобиотики (пестициды).

Ксенобиотики- вещества, «чуждые природе», не вовлекаются в процессы круговорота.

Загрязнители обладают способностью накапливаться в высших звеньях пищевых цепей. Установлено, что коэффициент накопления составляет 10.

Пример накопления ДДТ в пищевой цепи:

Донный ил Þ	Ракообразные, обитающие на дне Þ	Рыба Þ	Чайка (жировая ткань)
0,014 мг/кг	0,41 мг/кг	3-6 мг/кг	2400 мг/кг

Вещества, концентрирующиеся в пищевых цепях, - тяжелые металлы, пестициды, диоксины.

Загрязнители обладают способностью к

1.миграции - газы (оксиды серы, азота) перемещаются на расстояние 1000-2000 км от источника выбросов, 1/3 внесенных удобрений и пестицидов смывается ежегодно водой, пестициды (ДДТ) обнаружены в жире пингвинов.

2. аккумуляции - тяжелые металлы образуют комплексы с гумусовыми веществами почвы, связываются минеральной частью в нерастворимые фосфаты, карбонаты; адсорбируются на глине.

3. Трансформации в другие соединения.

Диоксины

Самым типичным представителем является 2,3.7,8-тетрахлордибензодиоксин

Впервые с диоксиновой проблемой столкнулись в 30-х годах с началом производства в США полихлорфенолов. Первое острое отравление было отмечено при аварии в 1949 г.

Диоксины возникают во всех процессах, в которых хлор или бром или их сочетания взаимодействуют с углеродом в кислородной среде ( преимущественно при высоких температурах и давлении: сжигание промышленных и бытовых отходов, отбеливание бумаги, термическое превращение хлорсодержащих гербицидов как вследствие лесных пожаров, так и в результате хозяйственной деятельности ( древесина, солома)- вторичное загрязнение во время войны во Вьетнаме 1962-1971 гг.

Полихлорированные бифенилы и полициклические ароматические у/в и полихлорированные фенолы способны превращаться в соединения "преддиоксинового" типа и переходить в производные диоксинов.

Диоксины- бесцветные кристаллические вещества, плохо растворимы в воде, лучше- в органических растворителях, отличаются высокой термической стабильностью, разложение отмечается при температурах выше 750 ^оС, а эффективно осуществляется при 1000 ^оС. Диоксины- химически инертные вещества, не разлагаются кислотами и щелочами при нагревании., имеют высокую адгезионную способность.

Распространение диоксинов с продуктами сгорания в атмосфере более эффективно, чем при выщелачивании из почвы.

Диоксины тихо и незаметно попадают в организм человека, в основном с продуктами питания. Очень токсины. Смертельные дозы измеряются в микрограммах на кг живого веса. При попадании в организм приводят к состоянию химического СПИДа. ПДКв 20 пг/л, ПДКс.с. 0,5 пг/м³.

Диоксины в 100 раз токсичнее яда кураре, в 1000 стрихнина, способны к биоаккумуляции. Период полувыведения 5-6 лет.

Из сточных вод и жидких отходов извлечение диоксинов производится с помощью сорбентов - специальным образом подготовленных глин, активированного древесного угля.

Сорбенты используют и для очистки газов мусоросжигающих печей: в Германии для этого применяют фильтры из буроугольного кокса. При пропускании дымовых газов через слой сорбента толщиной 1-1,5 м удается уменьшить содержание диоксинов более, чем в 100 раз.

В США, Финляндии, Канаде, Швеции и др. перешли на более совершенные технологии отбеливания бумаги - вместо отбеливания хлором применяют кислородную или пероксидное отбеливание.

Метод определения диоксидов: сочетание капиллярной газожидкостной хроматографии и масс-спектроскопии высокого разрешения. Трудности определения связаны с наличием большого количества изомеров и, прибор должен обладать уникальной чувствительностью, определение происходит на фоне других соединений в значительно больших концентрациях, требует высокой селективности.

Рекомендации по предупреждению попадания диоксинов в организм человека: бойтесь дыма. Не сжигайте на дачном участке, лесу пластмассовые бутылки, канистры, пакеты из-под молока. При остром отравлении наблюдается потеря аппетита, физическая слабость, хроническая усталость, депрессия, катастрофическая потеря аппетита. К летальному исходу - через несколько дней.

Практически любая деятельность человека загрязняет окружающую среду. К основным источникам загрязнения относят:

- производство тепловой и электроэнергии;

- транспорт;

- добычу руд и металлургическую промышленность;

-химическую промышленность и электронику;

- сельское хозяйство:

- муниципальное хозяйство.

Основные источники загрязнения атмосферы и гидросферы приведены в таблицах 5.2-5.4 . Как видно из представленных данных, одной из самых «грязных» отраслей промышленности является металлургическое производство. Количество и вид загрязнителя определяется технологией производства и качеством используемого сырья. Так выбросы в атмосферу сернистого газа и сероводорода при переработке нефти связаны с сернистостью перерабатываемого сырья (таблица 5.2 )

Таблица 5.2 - Антропогенные источники загрязнения атмосферы

Источники	Вклад, %	Загрязнители
Теплоэнергетика	30,7	Зола, оксиды серы и азота
Автотранспорт	22.2	Угарный газ, углеводороды, сажа, альдегиды, оксиды азота, бенз(а)пирен
Черная металлургия	15,7	Аэрозоли, оксиды углерода, серы, азота
Промышленность стройматериалов	13,3	Аэрозоли цемента
Химическая и нефтеперерабатывающая промышленность	10,1	Углеводороды, сероводород, сернистый газ, бензапирен (НПЗ)
Цветная металлургия	7,4	Сернистый газ, СО, фтористый водород

Таблица 5.3 -Антропогенные источники загрязнения гидросферы

Источники	Вклад, %	Загрязнители
Жилищно-коммунальное хозяйство	52	Поверхностно-активные вещества
Черная и цветная металлургия	10	Ионы тяжелых металлов
Сельское хозяйство	8	Нитраты, фосфаты, пестициды
Химическая промышленность	7	Разнообразные органические и неорганические вещества
Целлюлозно-бумажная	7

Таблица 5.4 - Выброс в атмосферу газов нефтеперерабатывающим заводом

Загрязняющее вещество	Выброс в атмосферу, тыс. т в год ( без очистки/ после очистки)
Оксид углерода	219 / 0,6
Углеводороды	190 / 0,52
диоксид серы	115 / 0,31
Сероводород	0.64 / 0,002