Inf_tekhn_v_upravl_sredoy_obit

Загрязнение гидросферы – поступление в воду загрязнителей в количествах и концентрациях, способных нарушить нормальные условия среды в значительных по размерам водных объектах.

Загрязнение почвы – привнесение и возникновение в почве новых, обычно не характерных для нее физических, химических или биологических агентов, которые меняют ход почвообразовательного процесса (тормозят его), резко снижают урожайность, вызывают накопление загрязнителей в растениях (например, тяжелых металлов), из которых эти загрязнения прямо или косвенно (через растительные или животные продукты питания) попадают в организм человека.

Загрязнения космического пространства – общее засорение околоземного и ближнего космического пространства космическими объектами. Наиболее опасно радиоактивное загрязнение из-за вывода на орбиты и разрушения ядерных реакторов, кроме того "космического мусора", который вносит помехи в нормальное функционирование радиотехнических и астрономических приборов.

Главными причинами, представляющими опасность не только для ОС, но и для биосферы в целом, являются:

–использование человеком преимущественно внутренних по отношению к биосфере источников энергии (органическое топливо);

–использование нерациональных хозяйственных циклов, приводящих к возникновению отходов;

–использование вредных для природы синтетических веществ;

–уничтожение человеком структурного многообразия биосферы, что разрушает экосистемы.

Сегодня экономическое и социальное развитие общества пришло в явное противоречие с органическими ресурсопроизводящими и жизнеобеспечивающими возможностями биосферы. Промышленное, сельскохозяйственное, лесохозяйственное, рекреационное и другие виды природопользования предопределили кризисную для развития общества экологическую ситуацию во многих регионах мира и на земном шаре в целом из-за истощения и загрязнения природной среды антропогенным воздействием.

Принято классифицировать факторы антропогенного воздействия на физические, химические, биологические и психофизические, а последними оценивать степень воздействия промышленных предприятий и отдельных видов производств на ОС по наличию, количественному со-

11

ставу и механизму воздействия вредных веществ и энергоизлучений, соответствующих этим факторам. Кроме того, техногенные факторы различают по:

–виду воздействия (на атмосферу, гидросферу, литосферу);

–масштабу воздействия (локальные, региональные, глобальные);

–характеру воздействия (прямые и косвенные);

–продолжительности воздействия (кратковременные, долговременные, постоянные);

–агрегатному состоянию (газообразные, жидкие, твердые);

–интенсивности воздействия.

Внастоящее время масштабы промышленного загрязнения достигли угрожающих размеров, создавая порой критические ситуации для проживания человека на Земле. Так, например, ежегодно:

–в Мировой океан поступает до 10 млн т нефтепродуктов;

–в атмосферный воздух выделяется промышленными предприятиями и транспортом 1 млрд т аэрозолей и сажи;

–во внутренние водоемы и водотоки поступает свыше 500 млрд т промышленно-бытовых стоков;

–при сжигании 10 млрд т условного топлива выделяется около 150 млн т сернистого ангидрида и порядка 30 млрд т. двуокиси углерода, способствующие возникновению парникового эффекта;

–акустическая среда заполняется шумом от промышленных установок, транспорта и т. д.;

–из недр Земли извлекается до 4 тыс. км3 горных пород, в результате образуются карьеры глубиной до 1 км и нарушаются гидрогеологические условия;

–количество бытовых и промышленных отходов увеличивается (по данным ООН, 3 млрд т в год – в настоящее время);

–загрязнение вод, объем которых в мире постоянно возрастает более чем на 700 км3, причем 1 м3 сточных вод загрязняет 50–80 м3 чистых вод [1], увеличивается.

Основной вклад в загрязнение ОС вносят промышленность, энергетика, транспорт.

Выбросы в ОС классифицируются по агрегатному состоянию и массовому выбросу. По а г р е г а т н о м у состоянию различают газо- и парообразные, жидкие, твердые и смешанные. По м а с с о в о м у выбросу выделяют шесть групп: менее 0,01; свыше 0,01; 0,1…1,0; 1,0…10; 10…100; свыше 100 т/сутки.

12

По своему происхождению промышленные загрязнения могут быть: Механические – запыление атмосферы, твердые частицы и разно-

образные предметы в воде и почве.

Химические – всевозможные газообразные, жидкие и твердые химические соединения и элементы, попадающие в атмосферу, гидросферу и почву и вступающие во взаимодействие с ОС.

Физические – все виды энергии как отходы разнообразных производств: тепловой, механической (включая вибрации, шум, ультразвук), световой (видимая, инфракрасная и ультрафиолетовая части спектра), электромагнитные поля, ионизирующие излучения.

Биологические – это виды организмов, появившиеся при участии человека и наносящие вред ему или живой природе (в условиях машиностроения практически отсутствуют).

Тепловые (термальные) загрязнения обусловлены повышением температуры среды, главным образом в связи с промышленными выбросами нагретого воздуха, отходящих газов (продукты сгорания, выбрасываемые в дымовую трубу) и вод. Могут возникать и как вторичный результат изменения химического состава среды (например, парниковый эффект – постоянное потепление климата на планете в результате накопления углекислого газа и других газов (метана, фтор- и хлоруглеродов), которые, аналогично покрытию теплицы, пропуская солнечные лучи, препятствуют длинноволновому тепловому излучению уходить с поверхности Земли.

Световые загрязнения вызваны нарушением естественной освещенности местности в результате действия искусственных источников света и могут приводить к аномалиям в жизни растений и животных.

Акустические загрязнения связаны с превышением естественного уровня шума и ненормальным изменением звуковых характеристик в населенных пунктах и других местах вследствие работы транспорта, промышленных установок, бытовых приборов, поведения людей или других причин.

Электромагнитные загрязнения возникают в результате изменения электромагнитных свойств среды (от линий электропередачи, радио и телевидения, работы некоторых промышленных установок и т. п.), что приводит к изменениям в тонких клеточных и молекулярных биологических структурах.

Радиоактивные загрязнения обусловлены превышением естественного уровня содержания радиоактивных веществ в среде. Их послед-

13

ствием является радиоактивное загрязнение, вызванное действием ионизирующих излучений.

Источники загрязнения среды обитания подразделяются на сосредоточенные (точечные) и рассредоточенные. К т о ч е ч н ы м относятся дымовые и вентиляционные трубы, шахты и т. п., к р а с с р е д о т о - ч е н н ы м – факелы цехов, ряды близко расположенных труб, открытые склады и т. п. Источники загрязнения могут быть также непрерывного и периодического действия. Загрязнения можно разделить на две основные группы (рис. 1.2): материальные, включая химические загрязнения, и энергетические.

Необходимо отметить, что загрязнения подвергаются определенному воздействию ОС. С этой точки зрения различают с т о й к и е и р а з р у ш а е м ы е загрязнения (под действием природных химикобиологических процессов).

1.2. Источники промышленных загрязнений среды обитания

Преобладающее воздействие на загрязнение природной среды оказывают техногенные системы с высоким уровнем экологического риска.

Техногенная система – совокупность объектов хозяйственной деятельности человека различного назначения: промышленные предприятия, транспортные магистрали, линии электропередач, буровые скважины, города, сельскохозяйственные комплексы и т. д.

Чтобы оценить влияние антропогенных загрязнений, разделим их на три большие группы: промышленные, сельскохозяйственные и военные.

К наиболее существенным промышленным загрязнениям относятся: электроэнергетика, металлургические комбинаты, нефтедобывающая, нефтеперерабатывающая, химическая, нефтехимическая, угольная, газовая, лесная, деревообрабатывающая, целлюлозно-бумажная, пищевая, легкая, микробиологическая промышленность, машиностроение, транспорт, жилищно-коммунальное хозяйство (ЖКХ).

Электроэнергетика

В настоящее время основная доля энергии производится за счет сжигания или переработки природного органосодержащего сырья – угля, нефти, газа, горючих сланцев, торфа, а также использование энергии рек путем строительства гидроэлектростанций и сооружения водохранилищ.

14

Промышленные загрязнения среды обитания

Материальные (химические)

Энергетические (физические)

выбросы

сточные

твердые

в атмосферу

воды

отходы

газо- и парообразные

жидкие

твердые

смешанные

условно чистые (отборные)

грязные

нетоксичные

токсичные

тепловые выбросы

шум, вибрация, ультразвук

электромагнитные поля

световые, инфракрасные, ультрафиолетовые излучения

лазерные излучения

ионизирующие излучения

Рис. 1.2. Классификация промышленных загрязнений

15

Наибольшему воздействию в результате деятельности энергетической промышленности подвергаются воздушный бассейн и поверхностные воды. Заметное влияние на изменение состояния ОС оказывает гидростроительство.

Водохранилища, создаваемые в результате сооружения плотин электростанций, регулируют речной сток, снижают опасность наводнений и развития эрозии почв, улучшают судоходность рек, обеспечивают снабжение водой сельскохозяйственных угодий, служат для рекреационных и других целей.

Вместе с тем запруживание рек и строительство водохранилищ нередко приводят к отрицательным последствиям. Водохранилища, особенно крупные, оказывают существенное влияние на изменение микроклимата регионов, где они расположены. При создании крупных водохранилищ происходит затопление плодородных земель и поселений. Гидросооружения влияют на уровень грунтовых вод, вызывают нередко засоление или заболачивание почв и снижение их продуктивности.

В энергетике основными источниками загрязнения являются тепловые электростанции, производство энергии на которых сопровождается в первую очередь загрязнением атмосферного воздуха.

Особое действие на природную среду оказывают предприятия атомной энергетики. Источником потенциальной опасности является весь процесс ядерного топливного цикла – от добычи делящего материала до переработки облученного топлива. В то же время отмечается, что в последние годы (1993–1999) производственная деятельность АЭС не оказала заметного влияния на экологическую ситуацию в районах их размещения.

Энергетика – наиболее крупная отрасль по объему выбросов в атмосферу (26,6% общего количества выбросов всей промышленности России).

Характерными выбросами энергетического комплекса являются сернистый газ (SO2), оксид углерода (CO и CO2), оксиды азота (NO и NO2), сажа, а также наиболее токсичные ингридиенты – оксид ванадия и бен- з(а)пирен. Ежегодные объемы выбросов вредных веществ в атмосферный воздух энергетическими предприятиями Российской Федерации составляют около 6,0 млн т, основной объем этих выбросов занимают: 31% – пыли, 42% – диоксида серы, 23,5 % – оксида азота.

Энергетика является отраслью промышленности, потребляющей огромное количество воды, 99% которой используется на производство электрической и тепловой энергии. Ежегодно используется около

16

30 млрд м3 воды, 65–70% экономится за счет использования оборотного водоснабжения.

Большая часть воды расходуется на охлаждение различных агрегатов, в связи с чем тепловые электростанции являются источниками теплового загрязнения. Другим крупным потребителем воды, загрязняющим водоемы и подземные воды, является система гидрозолоудаления ТЭЦ, использующая твердое топливо – угли, сланцы, торф.

Со сточными водами в водные объекты сбрасываются загрязняющие вещества, которыми могут быть взвешенные вещества, нефтепродукты, хлориды, сульфаты, соли тяжелых металлов, специфические вещества (сероводород, капролактам, формальдегид).

Более 50 предприятий атомной энергетики сбрасывают загрязненные воды, которые попадают в бассейны Каспийского, Балтийского, Черного морей, а также в Северный Ледовитый и Тихий океаны. В водные объекты открытой гидрографической сети предприятиями атомной энергетики сбрасывается около 30 тыс. Ки радионуклидов, из которых 99% имеют период полураспада от нескольких часов до одних суток. Сбрасываемые радиоактивные изотопы достаточно быстро распадаются и практически не прослеживаются в количествах, превышающих допустимые концентрации в водоемах.

В результате инвентаризации, проведенной в последние годы на 34 предприятиях атомной энергетики, имеется 257 мест хранения и поверхностного захоронения радиоактивных отходов, на которых сосредоточено свыше 405 млн м3 жидких и около 300 млн т твердых отходов, суммарная активность которых превышает 1 млрд Ки. Кроме того, в глубоких геологических формациях сосредоточено свыше 1,05 млрд Ки жидких отходов.

Металлургические комбинаты

Металлургические комбинаты поставляют в ОС наибольшее число загрязнений и выбросов. На долю черной и цветной металлургии приходится более 35% всех загрязнений, поставляемых техногенными системами. Это вызвано тем, что металлургическая переработка полезных ископаемых отличается наиболее мощными потоками энергии и массы. Металлургия перерабатывает ежегодно миллиарды тонн руды, выдает сотни миллионов тонн стали, чугуна, алюминия, десятки миллионов тонн цветных металлов, сопутствующих готовых продуктов: химических соединений, строительных материалов, сорбентов и др.

17

Для выплавки 1 т алюминия требуется переработать 5–10 т руды, 1 т меди – 200 т руды; для извлечения 1 кг золота – 7000 т руды; для получения 1 т готового металла в ряде производств требуется 500–600 т чистой воды.

На всех участках технологической цепи образуются промежуточные продукты, отходы и потери: шлаки, дымы, растворы, газы.

В атмосферу поступает значительное количество выбросов. Основные их компоненты – диоксид серы, оксид углерода, оксиды азота, сероуглерод, углеводороды и др.

Ежегодно предприятиями черной и цветной металлургии в поверхностные воды сбрасывается более 1 млн м3 сточных вод, из них 85% – загрязненных. Вместе со сточными водами сбрасывается значительное количество загрязняющих веществ, в том числе взвешенные вещества: сульфаты, хлориды, соединения железа, тяжелых металлов и т. п.

По данным аэрокосмической съемки снежного покрова, зона действия предприятий черной металлургии прослеживается на расстоянии до 60 км от источника загрязнения, а огромные массы оксида серы SO2 комбината "Норильский никель", которые выбрасывают высокие (до 100 м) трубы, достигают Канады через Северный полюс. На этом же комбинате ежегодно образуется около 4,7 млн т отвальных металлургических шлаков. Образующиеся "хвосты" обогащения практически не используются. В хвостохранилище их накоплено около 350 млн т.

Нефтедобывающая и нефтеперерабатывающая промышленность

Предприятия нефтедобычи и ее переработки оказывают негативное воздействие на атмосферный воздух. Характерными загрязняющими веществами являются углеводороды, диоксид серы, оксид углерода, оксиды азота, твердые вещества.

Значительный ущерб ОС наносят аварии на буровых установках и платформах, а также на магистральных газо- и нефтепроводах, которые являются наиболее типичными причинами загрязнения нефтью поверхностных вод.

Для предприятий нефтеперерабатывающей промышленности характерна потребность в большом количестве воды, что обусловливает необходимость их размещения вблизи водоемов и вынуждает принимать меры по защите водных объектов от загрязнения.

18

Со сточными водами в водоемы поступает значительное количество нефтепродуктов, сульфатов, хлоридов, соединений азота, фенолов, солей тяжелых металлов.

Нефтеперерабатывающие заводы являются источниками загрязнения почвенных покровов нефтепродуктами. На нефтеперерабатывающих и сланцеперерабатывающих заводах России накоплено за предыдущие годы около 95 млн т отходов, в том числе 2,4 млн т – нефтешлаков, 0,8 млн т – прудовых кислых гудронов, 1,5 млн т – отработанных отбеливающих глин, 10 млн т – избыточных активных илов, 80 млн т – золы сланцепереработки [11].

Наиболее существенна для этой отрасли доля по выбросам жидких и газообразных веществ – 1/15 промышленного объема выброса этих веществ в стране.

Химическая и нефтехимическая промышленность

Химический комплекс РФ включает 26 отраслей химической, нефтехимической, агрохимической и микробиологической промышленности. Многообразие продукции применяемых технологий и сырья определяют широкий спектр загрязнителей атмосферного воздуха, водных бассейнов и почв, причем выбросы, сбросы и отходы производства характеризуются существенными объемами, высокой токсичностью и образованием отходов. В некоторых районах страны воздействие химического комплекса на ОС является доминирующим.

Основными источниками вредных выбросов в атмосферу в промышленности являются производство кислот (серной, соляной, азотной, фосфорной и др.), производство резинотехнических изделий, фосфора, пластмасс, красителей и моющих средств, искусственного каучука, минеральных удобрений, растворителей (толуола, ацетона, фенола, бензола), крекинг нефти.

Положение усложняется, а решение экологических проблем затруднено наличием в эксплуатации морально и физически устаревшего оборудования, из которого 60% эксплуатируется более 10 лет, до 20% – свыше 20 лет, 10% – более 30 лет [11].

Уровень очистки выбросов вредных веществ в данной промышленности высокий (более 90%). Структура выбросов характеризуется следующими данными: твердые вещества (зола мазутная, угольная, белок пыли БВК, пыль неорганическая) – 13,4% общего количества выбросов, жидкие и газообразные вещества – 86,6, в том числе оксид углеро-

19

да – 32,6, летучие органические соединения – 24,4; диоксид серы – 19,3, оксиды азота – 8,8, углеводороды – 4,8%. Выбросы диоксидов серы, оксидов азота, оксидов углерода в большей степени связаны с работой ТЭЦ и котельных, входящих в состав предприятий комплекса.

Основное количество оксидов азота и диоксидов серы выбрасывается предприятиями агрохимической промышленности, оксида углерода – содовой промышленностью, мазутной золы – микробиологической промышленностью, сероуглерода и сероводорода – промышленностью химических волокон, аммиака – агрохимической промышленностью, хлорорганики – хлорной промышленностью, олефинов – промышленностью синтетического каучука, бензина – шинной промышленностью. Около половины общего объема выбросов металлической ртути в России приходится на выбросы химической и нефтехимической промышленности.

Сброс загрязненных сточных вод составляет более 1,6 км3, сточными водами сбрасываются нефтепродукты, взвешенные сульфаты, фосфор, цианиды, роданиды, кадмий, кобальт, марганец, медь, никель, ртуть, свинец, хром, цинк, сероводород, сероуглерод, спирт, бензол, формальдегид, фурфурол, фенол, ПАВ, пестициды.

В результате деятельности рассматриваемых производств образуется 125 млн т отходов, из которых используется только около 30%. Значительная часть отходов уничтожается (сжигается и вывозится на свалки), например серная и соляная кислоты, растворители, кубовые остатки, что составляет более 30 млн т, а более 50 млн т (шлам дистиллированной суспензии, фосфогипс, известковые и гипсовые отходы) складируется в специально отведенных местах. Хранение связано с отчуждением значительных площадей и закислением почв, только в результате деятельности агрохимического комплекса накоплено около 200 млн т отходов.

По данным Госкомстата РФ, предприятия химической и нефтехимической промышленности вносят сравнительно небольшой валовой вклад в загрязнение атмосферного воздуха – 1/33 всех выбросов в России от стационарных источников. Объем сбрасываемых сточных вод в природные водные объекты России – 1/5 общепромышленного сброса сточных вод этой категории. Такой же вклад отрасли по объему сброса нор- мативно-очищенных сточных вод.

20