Всі процеси в біосфері взаємозалежні. Людство лише незначна частина біосфери, а людина є лише одним із видів органічного життя Homo sapiens людина


Скачати 294.01 Kb.
НазваВсі процеси в біосфері взаємозалежні. Людство лише незначна частина біосфери, а людина є лише одним із видів органічного життя Homo sapiens людина
Сторінка2/3
Дата30.10.2013
Розмір294.01 Kb.
ТипДокументи
bibl.com.ua > Астрономія > Документи
1   2   3


Хімічне забруднення природних вод.

Усяка водойма або водне джерело пов'язане з його навколишнім середовищем. На нього впливають умови формування поверхневого або підземного водного стоку, різноманітні природні явища, індустрія, промислове й комунальне будівництво, транспорт, господарська й побутова діяльність людини. Наслідком цих впливів є перенесення у водне середовище нових, невластивих йому речовин - забруднювачів, що погіршують якість води. Забруднення, що надходять у водне середовище, класифікують по різному, залежно від підходів, критеріїв і завдань. Так, звичайно виділяють хімічне, фізичне й біологічне забруднення. Хімічне забруднення являє собою зміну природних хімічних властивостей води за рахунок збільшення вмісту в ній шкідливих домішок як неорганічної (мінеральні солі, кислоти, луги, глинисті частинки), так і органічної природи (нафта й нафтопродукти, органічні залишки, певерхневоактивні речовини, пестициди).

Неорганічне забруднення. Основними неорганічними (мінеральними) забруднювачами прісних і морських вод є різноманітні хімічні сполуки, токсичні для мешканців водного середовища. Це сполуки миш'яку, свинцю, кадмію, ртуті, хрому, міді, фтору. Більшість із них попадає у воду в результаті людської діяльності. Важкі метали поглинаються фітопланктоном, а потім передаються по харчовому ланцюгу більше високоорганізованим організмам. Токсичний ефект деяких найпоширеніших забруднювачів гідросфери представлений у таблиці:

Речовина


Планктони

Ракоподібні

Молюски

Риби

1. Мідь

+++

+++

+++

+++

2. Цинк

+

++

++

++

3. Свинець

-

+

+

+++

4. Ртуть

++++

+++

+++

+++

5. Кадмій

-

++

++

++++

6. Хлор

-

+++

++

+++

7. Роданід

-

++

+

++++

8. Ціанід

-

+++

++

++++

9. Фтор

-

-

+

++

10. Сульфід

-

++

+

+++

Ступінь токсичності (примітка):

- - відсутній

+ - дуже слабкий

++ - слабкий

+++ - сильний

++++ - дуже сильний

Крім перерахованих у таблиці речовин, до небезпечних забруднювачів водного середовища можна віднести неорганічні кислоти й основи, що спричиняють широкий діапазон рН (водневий показник який показує кислотність води) промислових стоків (1,0 - 11,0) і здатних змінювати рН водного середовища до значень 5,0 або вище 8,0, тоді як риба в прісній і морській воді може існувати тільки в інтервалі рН 5,0 - 8,5. Серед основних джерел забруднення гідросфери мінеральними речовинами й біогенними елементами варто згадати підприємства харчової промисловості й сільське господарство. Зі зрошуваних земель щорічно вимивається близько 6 млн.т. солей. Відходи, що містять ртуть, свинець, мідь локалізовані в окремих районах у берегів, однак деяка їхня частина виноситься далеко за межі територіальних вод. Забруднення ртуттю значно знижує первинну продукцію морських екосистем, придушуючи розвиток фітопланктону. Відходи, що містять ртуть, звичайно накопичуються в донних відкладеннях заток або естуаріях рік. Подальша їх міграція супроводжується нагромадженням метилової ртуті і її включенням у трофічні ланцюги водних організмів. Так, сумну популярність отримала хвороба Мінамата, уперше виявлену японськими вченими в людей, що вживали в їжу рибу, виловлену в затоці Мінамата, у якій безконтрольно скидали промислові стоки з техногенною ртуттю.

Органічне забруднення. Серед внесених в океан із суші розчинних речовин, велике значення для мешканців водного середовища мають не тільки мінеральні, біогенні елементи, але й органічні залишки. Винос в океан органічної речовини оцінюється в 300 - 380 млн.т./рік. Стічні води, що містять суспензії органічного походження або розчинені органічні речовини, згубно впливають на стан водойм. Осаджуючись, суспензії заливають дно й затримують розвиток або повністю припиняють життєдіяльність даних мікроорганізмів, що беруть участь у процесі самоочищення вод. При гнитті даних опадів можуть утворюватися шкідливі сполуки й отруйні речовини, такі як сірководень, які призводять до забруднення всієї води в річці. Наявність суспензій утрудняє також проникнення світла в глиб води й сповільнює процеси фотосинтезу. Однією з основних санітарних вимог, поставлених до якості води, є вміст у ній необхідної кількості кисню. Шкідливу дію роблять всі забруднення, які так чи інакше сприяють зниженню вмісту кисню у воді. Поверхово активні речовини - жири, масла, мастильні матеріали - утворюють на поверхні води плівку, що перешкоджає газообміну між водою й атмосферою, і знижує ступінь насиченості води киснем. Значний обсяг органічних речовин, більшість із яких не властива природним водам, скидається в ріки разом із промисловими й побутовими стоками. Наростаюче забруднення водойм і водостоків спостерігається у всіх промислових країнах. Інформація про вміст деяких органічних речовин у промислових стічних водах надана нижче:

Забруднюючі речовини

Кількість у світовому стоці,

млн.тон/рік

1. Нафтопродукти

26,563

2. Феноли

0,460

3. Відходи виробництв

синтетичних волокон

5,500

4. Рослинні органічні залишки

0,170

5. Усього

33,273

У зв'язку зі швидкими темпами урбанізації й трохи вповільненим будівництвом очисних споруд або їхньою незадовільною експлуатацією, водні басейни й ґрунт забруднюються побутовими відходами. Особливо відчутне забруднення у водоймах з уповільненою течією або непроточних водоймах (водосховища, озера).

Розкладаючись у водному середовищі, органічні відходи можуть стати середовищем для патогенних організмів. Вода, забруднена органічними відходами, стає практично непридатною для пиття й інших потреб. Побутові відходи небезпечні не тільки тим, що є джерелом деяких хвороб людини (черевний тиф, дизентерія, холера), але й тим, що вимагають для свого розкладання багато кисню. Якщо побутові стічні води надходять у водойму в дуже великих кількостях, то вміст розчинного кисню може понизиться нижче рівня, необхідного для життя морських і прісноводних організмів.

Проблема забруднення Світового океану (на прикладі ряду органічних сполук).

Нафта й нафтопродукти. Нафта являє собою густу маслянисту рідину, що має темно-коричневий колір і слабку флюорисценцію. Нафта складається переважно з насичених аліфатичних і гідроароматичних вуглеводнів. Основні компоненти нафти - вуглеводні (до 98%) - підрозділяються на 4 класи:

а) Парафіни (алкани) - (до 90% від загального складу) - стійкі речовини, молекули яких виражені прямим й розгалуженим ланцюгом атомів вуглецю. Легкі парафіни мають максимальну летючість і розчинність у воді.

б) Циклопарафіни - ( 30 - 60% від загального складу) - насичені циклічні сполуки з 5-6 атомами вуглецю в кільці. Крім циклопентану й циклогексану в нафті зустрічаються біциклічні й поліциклічні сполуки цієї групи. Ці сполуки дуже стійкі й погано піддаються біорозкладанню.

в) Ароматичні вуглеводні - (20 - 40% від загального складу) - ненасичені циклічні сполуки ряду бензолу, що містять у кільці на 6 атомів вуглецю менше, ніж циклопарафіни. У нафті присутні летучі сполуки з молекулою у вигляді одинарного кільця (бензол, толуол, ксилол), потім біцикличні (нафталін), напівциклічні (пірен).

г) Олефіни (алкени) - (до 10% від загального складу) - ненасичені нециклічні сполуки з одним або двома атомами водню у кожного атома вуглецю в молекулі, що мають прямий або розгалужений ланцюг.

Нафта й нафтопродукти є найпоширенішими забруднюючими речовинами у Світовому океані. Найбільші втрати нафти пов'язані з її транспортуванням з районів видобутку. Аварійні ситуації, злив за борт танкерами промивних і баластових вод, - все це обумовлює присутність постійних ділянок забруднення на трасах морських шляхів. За останні 30 років, пробуровано близько 2000 свердловин у Світовому океані, з них тільки в Північному морі 1000. Із-за незначних витоків щорічно губиться 0,1 млн.т. нафти. Великі маси нафти поступають у моря по ріках, разом з побутовими й зливовими стоками.

Обсяг забруднень із цього джерела становить 2,0 млн.т./рік. Зі стоками промисловості щорічно попадає 0,5 млн.т. нафти. Потрапляючи в морське середовище, нафта спочатку розтікається у вигляді плівки, формуючи шари різної потужності. По кольору плівки можна визначити її товщину:

Зовнішній вигляд

Товщина, мкм

Кількість нафти, л/кв.км

1. Ледь помітна

0,038

44

2. Сріблистий відблиск

0,076

88

3. Сліди окрасу

0,152

176

4. Яскраво окрашені розводи

0,305

352

5. Слабо окрашені

1,016

1170

6. Темно окрашені

2,032

2310

Нафтова плівка змінює склад спектру й інтенсивність проникнення у воду світла. Пропускання світла тонкими плівками сирої нафти становить 1-10% (280 нм), 60-70% (400нм).

Плівка товщиною 30-40 мкм повністю поглинає інфрачервоне випромінювання. Змішуючись із водою, нафта утворює емульсію двох типів: пряму - "нафта у воді"- і зворотну - "вода в нафті". Прямі емульсії, створені крапельками нафти діаметром до 0,5 мкм, менш стійкі й характерні для нафт, що містять поверхнево-активні речовини. При видаленні летучих фракцій, нафта утворить густі зворотні емульсії, які можуть зберігатися на поверхні, переноситися плином, викидатися на берег і осідати на дно.

Пестициди. Пестициди становлять групу штучно створених речовин, які використовуються для боротьби зі шкідниками й хворобами рослин. Пестициди діляться на наступні групи: інсектициди - для боротьби зі шкідливими комахами, фунгіциди й бактерициди - для боротьби з бактеріальними хворобами рослин, гербіциди - проти бур'янистих рослин. Установлено, що пестициди знищуючи шкідників, завдають шкоди багатьом корисним організмам і підривають здоров'я біоценозів. У сільському господарстві давно вже стоїть проблема переходу від хімічних (забруднюючих середовище) до біологічних (екологічно чистих) методів боротьби зі шкідниками. У цей час більше 5 млн.т. пестицидів надходить на світовий ринок. Близько 1,5 млн.т. цих речовин уже ввійшло до складу наземних і морських екосистем золовим і водним шляхом. Промислове виробництво пестицидів супроводжується появою великої кількості побічних продуктів, що забруднюють стічні води. У водному середовищі частіше за інші зустрічаються представники інсектицидів, фунгецидів і гербіцидів. Поліхлорбіфеніли (ПХБ) попадають у навколишнє середовище в результаті скидань промислових стічних вод і спалювання твердих відходів на смітниках. Останнє джерело поставляє ПБХ в атмосферу, звідки вони з атмосферними опадами випадають в усіх районах земної кулі. Так у пробах снігу, узятих в Антарктиді, вміст ПБХ склав 0,03 - 1,2 кг/л.

Синтетичні поверхнево-активні речовини (СПАР). Детергенти відносяться до великої групи речовин, що знижують поверхневий натяг води. Вони входять до складу синтетичних мийних засобів (СМЗ), які широко використовуються у побуті й промисловості. Разом зі стічними водами СПАР попадають у материкові води й морське середовище. Найпоширенішими серед СПАР є аніоноактивні речовини. На їхню частку припадає більше 50% всіх вироблених у світі СПАР. Присутність СПАР в стічних водах промисловості пов'язана з використанням їх у таких процесах, як флотаційне збагачення руд, поділ продуктів хімічних технологій, одержання полімерів, поліпшення умов буріння нафтових і газових свердловин, боротьба з корозією обладнання. У сільському господарстві СПАР застосовується в складі пестицидів.

Сполуки з канцерогенними властивостями. Канцерогенні речовини - це хімічно однорідні сполуки, що проявляють трансформуючу активність і здатність викликати канцерогенні, тератогенні (порушення процесів ембріонального розвитку) або мутагенні зміни в організмах. Залежно від умов впливу вони можуть призводити до інгібіровання росту, прискоренню старіння, порушенню індивідуального розвитку й зміни генофонду організмів. До речовин, що володіють канцерогенними властивостями, відносяться хлоровані аліфатичні вуглеводні, вінілхлорид, і особливо, поліциклічні ароматичні вуглеводні (ПАВ). Основні антропогенні джерела ПАВ в навколишньому середовищі - це піроліз органічних речовин при спалюванні різних матеріалів, деревини й палива.

Важкі метали. Важкі метали (ртуть, свинець, кадмій, цинк, мідь) відносяться до числа розповсюджених і досить токсичних забруднюючих речовин. Вони широко застосовуються в різних промислових виробництвах, тому, незважаючи на очисні заходи, вміст сполуки важких металів у промислових стічних водах досить високий. Великі маси цих сполук надходять в океан через атмосферу. Для морських біоценозів найнебезпечніші - ртуть, свинець і кадмій. Ртуть переноситься в океан з материковим стоком і через атмосферу. При вивітрюванні осадових і вивержених порід щорічно виділяється 3,5 тис.т ртуті. У складі атмосферного пилу знаходиться близько 12 тис.т ртуті, причому значна частина - антропогенного походження. Біля половини річного промислового виробництва цього металу (910 тис.т/рік) різними шляхами попадає в океан. У районах, що забруднюются промисловими водами, концентрація ртуті в розчині й суспензіях сильно підвищується. При цьому деякі бактерії перетворюють хлориди у високотоксичну метилртуть. Зараження морепродуктів неодноразово призводило до ртутного отруєння прибережного населення. До 1977 року налічувалося 2800 жертв хвороби Міномата, причиною якої послужили відходи підприємств з виробництва хлорвінілу й ацетальдегіду, на яких як каталізатор використовувалася хлориста ртуть. Недостатньо очищені стічні води підприємств надходили в затоку Мінамата. Свинець - типовий розсіяний елемент, що міститься у всіх компонентах навколишнього середовища: у гірських породах, ґрунтах, природних водах, атмосфері, живих організмах. Нарешті, свинець активно розсіюється в навколишнє середовище в процесі господарської діяльності людини. Це викиди разом із промисловими й побутовими стоками, з димом і пилом промислових підприємств, з вихлопними газами двигунів внутрішнього згоряння. Міграційний потік свинцю з континенту в океан іде не тільки з річковими стоками, але й через атмосферу. З континентальним пилом океан одержує (20-30) т. свинцю в рік.

Скидання відходів у море із ціллю поховання (дампінг).

Багато країн, що мають вихід до моря, роблять морське поховання різних матеріалів і речовин, зокрема ґрунту, вийнятого при днопоглиблювальних роботах, бурових шлаків, відходів промисловості, будівельного сміття, твердих відходів, вибухових і хімічних речовин, радіоактивних відходів. Обсяг поховань склав близько 10% від всієї маси забруднюючих речовин, що надходять у Світовий океан. Підставою для дампінга в море служить можливість морського середовища до переробки великої кількості органічних і неорганічних речовин без особливого збитку для води. Однак ця здатність не безмежна.

Тому дампінг розглядається як вимушена міра, тимчасова данина суспільства недосконалості технології. У шлаках промислових виробництв присутні різноманітні органічні речовини й сполуки важких металів. Побутове сміття в середньому містить (на масу сухої речовини) 32-40% органічних речовин; 0,56% азоту; 0,44% фосфору; 0,155% цинку; 0,085% свинцю; 0,001% ртуті; 0,001% кадмію. Під час проходження скинутого матеріалу крізь стовп води, частина забруднюючих речовин переходить у розчин, змінюючи якість води, інша сорбується частками суспензії й переходить у донні відкладення. Одночасно збільшується мутність води. Наявність органічних речовин часто приводить до швидкої витрати кисню у воді й не рідко до його повного зникнення, розчиненню суспензій, нагромадженню металів у розчиненій формі, появі сірководню.

Присутність великої кількості органічних речовин створює в ґрунтах стійке відновлююче середовище, у якому виникає особливий тип ілових вод, що містять сірководень, аміак, іони металів. Впливу матеріалів, що скидають, у різному ступені піддаються організми бентосу й ін. У випадку утворення поверхневих плівок, що містять нафтові вуглеводні й СПАР, порушується газообмін на межі повітря - вода. Забруднюючі речовини, що надходять у розчин, можуть акумулюватися в тканинах і органах гідробіантів і впливати на їх. Скидання матеріалів дампінга на дно й тривала підвищена мутність донної води приводить до загибелі від задухи малорухомі форми бентосу. У риб, що вижили, молюсків і ракоподібних скорочується швидкість росту за рахунок погіршення умов харчування й дихання. Нерідко змінюється і видовий набір хроиосом. При організації системи контролю за скиданнями відходів у море вирішальне значення має визначення районів дампінга, визначення динаміки забруднення морської води й донних відкладень. Для виявлення можливих обсягів скидання в море необхідно проводити розрахунки всіх забруднюючих речовин у складі матеріалу скидання.

Теплове забруднення.

Теплове забруднення поверхні водойм і прибережних морських акваторій виникає в результаті скидання нагрітих стічних вод електростанціями й деякими промисловими виробництвами. Скидання нагрітих вод у багатьох випадках спричиняє підвищення температури води у водоймах на 6-8 градусів Цельсія. Площа плям нагрітих вод у прибережних районах може досягати 30 кв.км. Більш стійка температурна стратифікація перешкоджає водообміну поверхневих і донних шарів. Розчинність кисню зменшується, а споживання його зростає, оскільки з ростом температури підсилюється активність аеробних бактерій, що розкладають органічну речовину. Підсилюється видова розмаїтість фітопланктону й всієї флори водоростей.

Хімічне забруднення води ртуттю викликає хворобу мінімато з важким ураженням центральної нервової системи. Надлишок нітратів у питній воді викликає у грудних дітей синюшність, утруднене дихання, метгемоглобінемію. Внаслідок дії кадмію на організм виникає хвороба ітай-ітай. Доведено, що є прямий зв'язок між концентрацією нітратів і частотою раку шлунка, сечового міхура, нирок, тонкої кишки, стравоходу і печінки, Синтетичні мийні речовини відрізняються ще подразнюючою і алергізуючою дією на шкіру з виникненням дерматитів, порушенням обмінних процесів шкіри і цілого організму.

Особливості вмісту різноманітних хімічних речовин у грунті дають змогу вивчити стан організму і зрозуміти суть захворювань. Забруднення грунту отрутохімікатами, мінеральними добривами, промисловими та господарсько-фекальними відходами призвело до того, що грунт став джерелом захворювань на туберкульоз, бруцельоз, паратифи та інші шлунково-кишкові захворювання, а також гельмінтозів. Пестициди і мінеральні добрива є причиною багатьох забруднень і отруєнь. Потрапляючи у питну воду і продукти харчування, вони спричинюють порушення діяльності центральної нервової, серцево-судинної та інших систем організму, аномалій новонароджених та зниження діяльності імунної системи. Вони можуть викликати ріст злоякісних пухлин та бути причиною зниження тривалості життя. В багатьох країнах збільшився до небезпечних концентрацій вміст у материнському молоці ряду токсичних хімічних речовин.

Гідросфера, або водяна оболонка Землі,— це її моря й океани, крижані шапки приполярних районів, ріки, озера й підземні води. Запаси води на Землі величезні—1,46-109 км3, тобто 0,025% усієї маси Землі. Проте абсолютна більшість цієї колосальної маси — це гірко-солона морська вода, непридатна для пиття та технологічного використання. Прісна вода на планеті становить лише 2 % від її загальної кількості, причому 85 % її зосереджено в льодовикових щитах Гренландії й Антарктиди, айсбергах і гірських льодовиках. Лише близько 1 % прісної води — це річки, прісноводні озера й деяка частина підземних вод; саме ці джерела використовуються людством для своїх потреб.

Як свідчать космонавти, при погляді на Землю з висоти космічної орбіти око бачить в основному два кольори: білий колір хмар і льодових полярних шапок і блакитний колір Світового океану, він вкриває 71 % поверхні нашої планети; морська вода — найпоширеніша на Землі речовина.

Вода виконує дуже важливі екологічні функції:

1) це головна складова частина всіх живих організмів (тіло людини, наприклад, на 70 % складається з води, а деякі організми, такі, як медуза чи огірок, містять у собі від 98 до 99 % води);

2) основний механізм здійснення взаємозв'язків
1   2   3

Схожі:

Практично-семінарське заняття №14. Людина і біосфера
Вчення В.І. Вернадського про біосферу. Структура біосфери. Розподіл життя у біосфері
Добрий день, юні знавці! Сьогодні ми зібралися, щоб перевірити ваші...
Ведучий: Добрий день, юні знавці! Сьогодні ми зібралися, щоб перевірити ваші знання, кмітливість, логіку та відповісти на питання...
Ти знаєш, що ти людина?
Стаття 27. Кожна людина має невід'ємне право на життя. Ніхто не може бути свавільно позбавлений життя. Обов'язок держави — захищати...
-
Лише до небагатьох доля справедлива, лише деяким вдається розкрити свій талант і бути у відкритому доступі для читача як за життя,так...
Людина в економічній сфері
Економіка. Економічне життя суспільства. Людина в системі економічних відносин. Економічні потреби, умови і ресурси. Економічна діяльність...
Людина в економічній сфері
Економіка. Економічне життя суспільства. Людина в системі економічних відносин. Економічні потреби, умови і ресурси. Економічна діяльність...
Хто був основоположником філософії екзистенціалізму?
Екзистенціалізм підкреслює, що людина відповідає за свої дії лише тоді, коли діє вільно, має свободу волі, вибору і засобів їхньої...
Всі люди народжуються вільними і рівними у своїй гідності та правах
Кожна людина повинна мати всі права і всі свободи, проголошені цією Декларацією, незалежно від будь-яких відмінностей
Скільки існує людина, стільки існують конфлікти. Християнство завжди...
Християнство завжди закликає людину до досконалості. Коли людина обирає даний шлях перед нею завжди стоять перешкоди. Конфлікт одна...
Регіональні механізми забезпечення прав людини
Конвенції. Але скарги розглядаються лише в тому разі, якщо держава, проти якої вона подана, визнала подібну компетенцію Комісії....
Додайте кнопку на своєму сайті:
Портал навчання


При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання © 2013
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua
Головна сторінка