Промышленное загрязнение окружающей среды

Промышленное загрязнение окружающей среды. Вещества, ухудшающие качество окружающей среды, называются загрязнителями. Загрязнителями окружающей среды являются любые инородные поступления (материальные, энергетические), не свойственные для данной среды: это могут быть различные вещества, тепловая энергия, электромагнитные колебания, энергия вибраций, звука, радиации, которые поступают в среду в количествах, достаточных для того, чтобы оказать вредное воздействие на биоту. Поступление в среду различных загрязнителей называется загрязнением природной окружающей среды. Любая деятельность человека сопровождается большим или меньшим загрязнением окружающей среды. Глобальными источниками загрязнений окружающей природной среды является производственная и бытовая деятельность человека, а также природные явления, приводящие к возникновению чрезвычайных ситуаций. Важнейшими материальными загрязнителями среды являются отходы производства и побочные продукты (если последние поступают в среду обитания).

В предыдущем разделе отходы производства и потребления рассматривались как источники вторичного сырья, но, к сожалению, эти отходы далеко не всегда утилизируются как вторичное сырье. Следовательно, отходы производства и побочные продукты являются основным источником загрязнения среды различными химическими соединениями. Классификация веществ-загрязнителей. Вещества-загрязнители имеют несколько классификаций по разным признакам. По агрегатному состоянию загрязнители делят на газообразные (угарный, углекислый, сернистый, нитрозные газы и т. д.), жидкие (сточные воды, содержащие в растворенном состоянии соли тяжелых металлов, метанол, этанол, бензол и т. д.) и твердые (пустая порода после добычи каменного угля, зола после сжигания твердого топлива при работе ТЭЦ, хлорид кальция при производстве соды и т. д.). Большое значение для экологии имеет классификация загрязнителей по токсичности (ядовитости). По этому признаку различают четыре класса веществ-загрязнителей: I класс — чрезвычайно опасные — к этому классу относят ртуть, ее соединения, гексахлоран, бензапирен, диоксины, соединения серебра и хрома. При воздействии этих веществ на организм человека нарушается нервная деятельность, возникают раковые и другие заболевания, возможен летальный (смертельный) исход. II класс — высокотоксичные загрязнители. К ним относят сероводород, бензол, оксиды азота, кислородные соединения хлора, соединения меди и никеля. Это сильные яды, которые провоцируют раковые заболевания, вызывают общие отравления, экзему, нервный паралич и т. д. III класс — умеренно опасные. Это — уксусная кислота, этанол, фенол, диоксид свинца, уксусный и муравьиный альдегид. При их воздействии на организм нарушается работа отдельных органов; особенно опасны в больших количествах. IV класс — малоопасные. К ним относят аммиак, угарный и углекислый газы, хлориды цинка, алюминия, марганца(П) и др. В больших количествах вызывают отравление организма. По характеру воздействия на среду обитания различают следующие загрязнители. 1. Механические — занимают пространство, не оказывая токсического воздействия на организмы, например верхние слои литосферы (почва и т. д.) при поверхностной добыче сырья, в частности щебня, песка и т. д. 2. Химические — оказывают воздействие на биоту, вступая в биохимические процессы, протекающие в организмах, например, нитриты реагируют с гемоглобином, превращая его в метагемоглобин, который теряет способность реагировать с O 2 и не может переносить молекулярный кислород к клеткам тела. 3. Физические — загрязнения, изменяющие физические свойства окружающей среды. Они связаны с поступлением во внешнюю среду различных энергетических загрязнителей. Среди физических загрязнений среды различают: 5) радиационное (оказывает физико-химическое воздействие, так как, изменяя структуру генома, влияет на ход биохимических реакций в организмах). 4. Биологические загрязнения, разделяющиеся на несколько групп: 1) биотическое — распространение сорной растительности или животных, наносящих вред хозяйственной деятельности человека (налеты саранчи, увеличение численности крыс и других мышевидных грызунов и т. д.); 2) микробиологическое загрязнение, связанное либо с сильным распространением болезнетворных микроорганизмов, например холеры, чумы; «цветение» водоемов; либо с приобретением безвредными формами организмов ярко выраженных патогенных свойств, например возникновение вируса СПИДа во второй половине XX века. Загрязнения проникают во все части биосферы. Ниже дана краткая характеристика загрязнений различных частей биосферы Земли. Краткая характеристика загрязнения атмосферы. Загрязнения атмосферы Земли могут носить как природный, так и антропогенный характер. Влиять на природные загрязнения атмосферы человек не может, однако регулировать характер загрязнений в результате собственной деятельности человечество не только может, но и должно. Следует помнить, что в атмосферу попадают как материальные загрязнители (вещества различных агрегатных состояний — газы, жидкости и твердые вещества), так и энергетические загрязнители — звуковые шумы, вибрация, излучения тепловой и электромагнитной энергии, различные виды радиации. Источниками загрязнений атмосферы являются практически все виды деятельности человека — от бытовой до производственной. Практически все предприятия загрязняют атмосферу какими-то загрязнителями, но в большей или меньшей степени. Установлено, что наибольший вклад в загрязнение атмосферы вносят автотранспорт и энергетика, особенно топливная. Велика роль в этом процессе строительной индустрии и химической промышленности (третье место). Различают два типа загрязнений атмосферы: загазовывание и запыление (не учитывая энергетических загрязнений). Загазовывание связано с поступлением в атмосферу газообразных загрязнителей, наибольшее значение среди которых имеют угарный газ, углекислый газ, оксид серы(IV), нитрозные газы (оксид азота(II) и оксид азота(IV)), сероводород, аммиак, метан и его газообразные гомологи, пары летучих жидкостей (ацетон, метанол, бензол и др.), фреоны. Загазовывание приводит к различным эффектам (кислотным дождям, парниковому эффекту, появлению озоновых дыр). Запыление связано с поступлением в атмосферу мелкодисперсных частиц жидких и твердых веществ. Эти частицы образуют достаточно устойчивые аэрозоли, оказывающие вредное воздействие на организмы. Запыление вызывается извержениями вулканов, пылевыми бурями, образованием мельчайших частиц туманообразной серной кислоты из сернистого газа, воды и кислорода, находящихся в атмосфере; попаданием пылеватых частиц, образующихся при производстве цемента, муки, кормовых дрожжей и т. д. Запыление приводит к понижению уровня поступления тепловой энергии и солнечной радиации, вызывает заболевания верхних дыхательных путей и т. д. Запыление является причиной появления различных видов смога. Смог — сочетание пылевых частиц и капель тумана, приводящих к значительному понижению видимости в атмосфере. Различают несколько видов смога. 1. Смог ледяной, обусловленный сочетанием газообразных загрязнителей, пылеватых частиц и кристаллов льда, характерен для северных районов. 2. Смог влажный (лондонского типа) связан с наличием в атмосфере триоксида серы (серного ангидрида), пылевых частиц и капель водного тумана (в 1952 г. такой смог в Лондоне привел к гибели 4 тысяч человек). 3. Смог фотохимический (сухой, лос-анджелесского типа) связан с появлением «задымления» за счет разложения загрязнителей под воздействием солнечной радиации — ультрафиолетовых лучей. Главными загрязнителями и активными веществами, вызывающими негативное воздействие, являются озон, азотная кислота, угарный газ и некоторые органические вещества, например перекись ацетилнитрата. Фотохимический смог возникает в результате воздействия солнечных лучей на загрязнения воздуха транспортными (автомобили) и промышленными отходами. Интенсивный смог вызывает удушье, приступы бронхиальной астмы, аллергические заболевания, нарушает работу органов зрения, вызывает повреждение растительности, различных зданий, сооружений и скульптур. Все рассмотренное выше делает необходимым разработку и проведение мероприятий по защите атмосферы от загрязнений. Краткая характеристика загрязнений гидросферы. XXI век характеризуется интенсивным развитием промышленности, и как следствие этого — сильным загрязнением гидросферы (рек, озер, морей и океана в целом). Природные воды загрязняются сточными водами различных предприятий и бытовой сферы. Попадают в эти воды вещества, оказывающие вредное воздействие на флору и фауну водоемов, например нефть, оседающие пылевые выбросы строительной индустрии, пищевой химической промышленности и других отраслей народного хозяйства. Так, в 60-х годах XX в. в водах Москвы-реки исчезла промысловая рыба (в черте города). Большое загрязняющее воздействие на природные воды оказывает водный транспорт как за счет выбросов отходов бытовой и производственной деятельности, так и за счет утечки топлива и коррозионных процессов на судах. В результате попадания в пресные воды различных химических соединений эти воды теряют свои потребительские качества, требуют больше затрат на очистку. Запас качественных пресных вод на Земле постоянно сокращается. Большой урон гидросфере Земли наносят аварии на предприятиях, расположенных на берегах рек. Сильно загрязняют гидросферу и сельскохозяйственные предприятия, особенно крупные животноводческие и агропромышленные комплексы по выращиванию и переработке сельскохозяйственной продукции. Нерациональное использование удобрений, средств защиты растений и животных, добавок, повышающих продуктивность сельского хозяйства, ухудшает качество природных вод, делает их непригодными для использования без специальной очистки. Помимо химических загрязнителей в водоемы попадают биологические загрязнители — микроорганизмы, в том числе и болезнетворные, которые при благоприятных условиях интенсивно размножаются и могут явиться источником эпидемий. Одним из опаснейших загрязнителей водоемов является нефть. Установлено, что в Мировой океан поступает 1% от всей транспортируемой нефти. Одна тонна нефти покрывает тончайшей пленкой около 12 км 2 водной поверхности, делая ее непригодной для жизнедеятельности планктона. Легкие фракции нефти образуют подвижную пленку, средние (по массе) — взвешенную эмульсию, а тяжелые (мазут) — оседают на дно и токсически воздействуют на бентосные формы водных организмов. Опаснейшими загрязнителями гидросферы являются радиоактивные вещества, попадающие в воды океана при авариях подводных лодок с ядерными боеголовками, ядерных реакторов и в результате подводных ядерных взрывов. К сожалению, воды океана используют для захоронения вредных отходов, в том числе и ядерных. Вещества, обладающие радиоактивностью, опасны тем, что их отрицательное воздействие носит долговременный характер, приводит к появлению уродств вследствие мутаций и т. д. Большой урон природным водам наносят сточные воды предприятий целлюлозно-бумажной промышленности, которые изменяют реакцию среды (рН), загрязняют воду различными органическими веществами, оказывающими на водные организмы токсическое воздействие, а также обедняющими природные воды кислородом за счет окисления. Отрицательную роль играют и сточные воды ТЭЦ, потому что повышают температуру естественных водоемов, при которой происходит более интенсивное размножение микроорганизмов, в том числе и болезнетворных. Сильное биологическое загрязнение гидросферы происходит за счет попадания в нее бытовых сточных вод, содержащих фекалии. Кроме того, с этими водами попадают и плохо разлагающиеся в природных условиях синтетические моющие средства (СМС). Значительное засорение и загрязнение оказывает молевой сплав леса, так как массы плывущего леса наносят рыбам ранения, преграждают им путь к нерестилищам; за счет экстрагирования веществ, содержащихся в древесине, происходит загрязнение воды этими веществами. В воды рек и озер поступают ливневые и паводковые стоки с городских территорий, загрязненные солями и бытовыми отходами. В водах морей плавают сотни тысяч предметов, которые не разрушаются в природной среде (стеклянные бутылки и емкости, изготовленные из искусственных полимеров и др.). Это краткое перечисление различных загрязнений гидросферы позволяет сделать вывод о необходимости осуществления природоохранных мероприятий данной оболочки Земли. Краткая характеристика загрязнений литосферы и процессов разрушения элементов литосферы, занятых биосферой. В литосфере биосфера занимает поверхностные слои. Главной частью литосферы, занятой биосферой, является почва, важнейшим качеством которой является плодородие. Почва играет огромную роль в хозяйственной деятельности человека и в жизни почвенных организмов. Почва является базисом сельскохозяйственного производства и создает основу благосостояния человека. Благодаря наличию почв возможно решение Продовольственной проблемы человечества. Почвы подвергаются отрицательному воздействию как природных, так и антропогенных факторов. Так, смерчи, шквалы, пыльные бури, наводнения, оползни, снежные лавины нарушают структуру почв, часто разрушая почвенные покровы. Уменьшают размеры территорий, занятых почвой, и процессы образования оврагов. Однако в процесс загрязнения почв и уменьшения их площадей значительный вклад вносит деятельность человека. Так, в погоне за большими урожаями при минимальных экономических вложениях человек применяет избыточное количество удобрений и пестицидов, приводя к засолению почв, изменению реакции среды в почвенных растворах, к загрязнению почв ядохимикатами. Нарушение правил перевозок различных веществ (в частности, нефти) приводит к попаданию этих веществ в почву и нарушениям биологического равновесия в природных биоценозах. В почву могут поступать и сточные воды, содержащие токсичные вещества (хроматы, хлориды и другие соли). При работе двигателей внутреннего сгорания вместе с выхлопными газами выделяются пары соединений свинца, которые оседают в придорожных почвенных покровах и аккумулируются растениями (например грибами), попадают в пищевые цепи, накапливаются и могут оказать вредное воздействие на человека, попав в его пищу. В почвенные горизонты поступают синтетические моющие средства, изменяя процессы, протекающие в почвенном поглощающем комплексе. При работе сельскохозяйственных машин, использующихся для обработки почвы, в нее проникают загрязняющие вещества (топливо, масла, продукты коррозии). Нарушение технологии обработки почвы, применение тяжелых машин приводит к разрушению почв, уменьшению их плодородия. Почвы могут загрязняться веществами, которые сначала выделяются в атмосферу, а затем оседают (это относится к твердым и жидким веществам). Кислотные дожди зачастую нейтрализуются почвами, но в кислых подзолистых почвах такой нейтрализации не происходит и их качество снижается. Свойства почв ухудшаются не только за счет загрязнений, но и в результате других видов деятельности человека, которые в данном подразделе не рассматриваются. Однако перечисленное выше воздействие человека на почвы делает необходимым внедрение и реализацию мер по их охране. Особенности воздействия на природную окружающую среду легкой промышленности и сферы обслуживания. Важнейшими отраслями народного хозяйства, которые в настоящее время требует развития в нашей стране, являются легкая промышленность и сфера бытового обслуживания (СБО), которые в доперестроечное время были недостаточно развиты в связи с преобладанием развития тяжелых отраслей промышленности. Легкая промышленность как комплексная отрасль состоит из целого ряда разных видов промышленности: текстильной, меховой, обувной, кожевенной. Каждая из названных подотраслей, в свою очередь, подразделяется на ряд производств. Так, текстильная промышленность подразделяется на производство сукна, ковровое и швейное производства; кожевенная промышленность состоит из производств по получению лаковых и искусственных кож и кожгалантерейного картона; меховая промышленность включает производство искусственного каракуля, обработку натурального меха; обувная — производство обуви, подошвенной резины, обувного картона и др. Сфера бытового обслуживания объединяет бани, прачечные, химчистки, парикмахерские, фотостудии и фотолаборатории, автозаправочные станции и станции техобслуживания. К сфере обслуживания относятся мастерские по пошиву и ремонту одежды, обуви, приемные пункты вторичного сырья, крематории и кладбища. Многие из названных предприятий объединяются в комбинаты бытового обслуживания (бани с парикмахерскими и прачечными, парикмахерские с мастерскими по пошиву и ремонту обуви, одежды и т. д.). Текстильная промышленность как источник загрязнений окружающей среды. В текстильной промышленности перерабатываются натуральные волокнистые материалы — хлопковое, льняное, конопляное, шерстяное и искусственные (в том числе и синтетические) волокна в ткани и другие изделия. Волокнистые материалы подвергаются прядению, ткачеству и отделке. При прядении материалы разрыхляются, очищаются от посторонних примесей, формируются в пряжу, пропитываются, сушатся и направляются в ткацкий цех. Перечисленные выше процессы сопровождаются образованием большого количества пыли, состав которой зависит от состава исходного сырья. Кроме пыли, в атмосферу попадают продукты термического разрушения волокон, состав которых также зависит от исходного сырья. Пыль может образовывать аэрозоли или в виде гелей оседать на поверхности оборудования и других частях производственного помещения. В других цехах (отбельных, печатных, граверных, красильных, аппретурных) атмосфера, кроме пыли, дополнительно загрязняется вредными газообразными веществами, или парами легколетучих соединений. Это пары и аэрозоли красителей (печатный цех), оксиды азота, хлороводород, оксид хрома(III) (граверный цех), аммиак, оксиды азота, серы, пары серной и уксусной кислот (красильный цех), аммиак, формальдегид и пары уксусной кислоты (аппретурный цех). Эти вещества входят и в состав сточных вод данных цехов. Сточные воды загрязнены также замасливателями, применяемыми для уменьшения электризации волокон. Помимо этих загрязнителей текстильное производство является источником шумовых, вибрационных загрязнений и различных электромагнитных излучений, выделяющихся при работе производственного оборудования. Роль кожевенного и обувного производств в загрязнении окружающей среды. В кожевенном производстве получают разные виды кож, а обувная промышленность производит обувь из различных кож и других необходимых материалов. Различают натуральные и искусственные кожи (кожзаменители), поэтому в кожевенном производстве натуральные кожи получают при обработке шкур животных, а кожзаменители производят из синтетических материалов. В технологическом процессе обработки шкур с целью получения кожи образуются отходы, состоящие из волос, щетины, подкожного жира, пыли различного размера, получающейся при шлифовании кож. Особенно много пыли образуется при изготовлении искусственных кож. В кожевенном производстве образуются сточные воды, загрязненные жирами, суспензиями твердых веществ и растворенными химическими соединениями, применяемыми в этом производстве. При получении кож используют гашеную известь, соляную и серную кислоты, различные дубители (в том числе и соли алюминия и железа(Ш)), сульфит натрия, различные полимеры, кремнефторид натрия (как консервант). Эти вещества в парообразном, газообразном состоянии или в виде тумана и пыли могут попадать в атмосферу помещений, в природные воды (в составе сточных вод) и в почву. Особенностью пыли в кожевенном и обувном производствах является то, что в ней много органических веществ и микроорганизмов, в том числе и болезнетворных, что способствует развитию у специалистов, занятых в этой сфере производства, заболеваний дыхательных путей и легких. В обувной промышленности загрязнителями являются также бензол, ацетон, бензин, аммиак, оксид углерода(П). В производстве искусственных кож используют анилин, ацетон, бензин, бутил ацетат, скипидар (органические соединения), неорганические и некоторые органические кислоты (серная, соляная, муравьиная, уксусная), а также аммиак, оксиды серы, хромпик и другие вещества. Все эти соединения загрязняют атмосферу и гидросферу, а через них и литосферу. В меховой промышленности загрязнения аналогичны таковым в кожевенном производстве. Шумовые и энергетические загрязнения в этих подотраслях аналогичны таковым во всех сферах промышленного производства. Обзор влияния предприятий сферы обслуживания на окружающую среду. При функционировании предприятий сферы бытового обслуживания возникают пылевые загрязнения атмосферы, образуется большое количество сточных вод, содержащих органические вещества, попадающие в них с поверхности тела или при стирке и химической очистке одежды, белья, обуви, различные органические растворители, применяемые в средствах ухода за обувью, разные моющие средства, в том числе и синтетические, отработанные окислители (осветители волос), красители волос и другие соединения. Загрязнителями являются и вещества, выделяющиеся при разложении трупов (кладбища) или при сжигании трупов (крематории). Образуется также большое количество твердых отходов (волосы в парикмахерских, текстильные отходы в виде обрезков тканей, обрезки кожи в обувных мастерских и т. д.). Работа механического оборудования и транспорта вносит свой вклад в загрязнение Природы сферой бытового обслуживания. Рассмотренное влияние СБО на среду обитания человека делает проблему ее охраны актуальной. Обзор природоохранной деятельности на предприятиях легкой промышленности и в сфере бытового обслуживания. К организации природоохранной деятельности в сфере бытового обслуживания и на предприятиях легкой промышленности применимы все принципы и мероприятия по охране среды обитания человека, а их специфика связана с материалами, применяемыми в данных отраслях народного хозяйства, и теми процессами, которые там протекают. Главным способом реализации охраны природы при функционировании кладбищ, крематориев и приемных пунктов вторичного сырья является создание санитарно-защитных зон, которые должны располагаться на расстоянии не менее 300 м от жилых и общественных зданий и зон отдыха — для кладбищ и крематориев и не менее 50 м — для пунктов сбора вторсырья. Важно, чтобы собранное вторичное сырье быстро и систематически вывозилось в пункты его переработки. Для большинства предприятий сферы бытового обслуживания основой охраны природы является очистка сточных вод и удаление твердых бытовых отходов. К таким предприятиям сферы обслуживания относятся бани, прачечные, химчистки, парикмахерские и фотографические лаборатории. Сточные воды, образующиеся в результате деятельности названных выше предприятий, должны собираться в коллекторы, отстойники и подвергаться очистке способами, охарактеризованными в гл. 9. Простое разбавление таких вод нельзя считать природоохранным мероприятием, так как это не освобождает природную среду от загрязнителей и, кроме этого, приводит к перерасходу ценной питьевой воды. Твердые отходы, образующиеся в процессе деятельности этих предприятий, необходимо собирать, сортировать, по возможности утилизировать или уничтожать за счет сжигания в мусоросжигательных печах (что не очень желательно, почему). Для предприятий легкой промышленности важна последовательная политика в применении принципа комплексного использования сырья и отходов и создания малоотходных производств. Для этого необходимо: 1. Разрабатывать и внедрять такие процессы в технологии, которые уменьшают образование отходов производства (например, более рациональные методы раскроя и т. д.). 2. Создавать условия для наиболее полного извлечения различных соединений из сточных вод, для их утилизации или на данном предприятии, или в других производственных сферах. 3. Систематическое и последовательное применение системы оборотного водоснабжения. 4. Создание более совершенных способов очистки воздуха для конкретных предприятий и цехов с последующей утилизацией выделенных при очистке веществ. 5. Систематическое осуществление экологического просвещения всех работников, занятых в сфере бытового обслуживания и на предприятиях легкой промышленности.