Теплові забруднення поверхні водойм та прибережних морських акваторій: зливи нагрітих стоків електростанцій (підвищення температури водойм ∆t = 6-8 °С); гарячі стоки промислових підприємств (площа нагрітих плям водойм прибережних районів до 30 кв. км); викликають посилене розростання фітопланктону і флори водоростей („цвітіння”), а також підвищення активності аеробних бактерій, що розкладають органічні компоненти.
Забруднення дампінгом – захоронення відходів в морських глибинах. Дампінг складає 10% маси захоронень (бурового шлаку, відходів промисловості, будівельного сміття, твердих і радіоактивних відходів, вибухових і хімічних речовин), що поступають в Світовий океан базується на здатності морського середовища до утилізації органічних і неорганічних речовин, проте до певних меж.
Важкі метали (Cd,Hg, Pb, Zn, As, Cu) забруднюють навколишнє середовище через свою високу токсичність насамперед, так як їх вміст у викидах різних виробництв, у стоках та атмосферних забрудненнях (121 тис. т Hg, в тому числі 3, 5 тис.т/рік), в океанічних водах (910 тис. т/рік Hg ) дуже високий. Ртутне отруєння морепродуктами (28 тис. жертв, 1977р.), забрудненими відходами виробництва хлорвінілу та ацетальдегіду (каталізатор виробництва - хлорид ртуті), сталося під дією утвореного бактерією Clostridium chohlerium високотоксичного продукту біотрансформації диметил ртуттю HgCl2→Hg(CH3)2.
Нафта і нафтопродукти, потрапляючи у водоймища, створюють різні форми забруднення: плаваючу на воді нафтову плівку, розчинені або емульговані у воді нафтопродукти, осілі на дно важкі фракції і т.д. При цьому змінюється запах, смак, забарвлення, поверхневий натяг, в'язкість води, зменшується кількість кисню, з'являються шкідливі органічні речовини, вода набуває токсичних властивостей і викликає загрозу не тільки для людини (12 г нафти роблять непридатною для вживання тонну води).
Нафта – масляниста темно-коричнева в’язка рідина зі слабкою флуоресценцією, містить до 98% вуглеводнів (парафіни–алкани, циклопарафіни, ароматичні вуглеводні, олефіни-алкени), зокрема, циклопентан и циклогексан, бензол, толуол, ксилол, нафталін, пірен.
Хімічні засоби боротьби з розлитою нафтою можуть пошкодити мешканцям водоймищ не менше, ніж сама нафта.
Нафта та нафтопродукти забруднює довкілля (до 1980 р. потрапило в океан 16 млн. т, що складало 0,23% світового видобутку) при транспортуванні, аварійних ситуаціях (до 1980 р., 2 млн. т), зливі танкерами змивних та баластних вод, з витоками з промислових свердловин, з побутовими та дощовими зливами (2,0 млн. т /рік ), промисловими стоками (0, 5 млн. т/рік). Попадаючи в морське середовище, нафта розтікається плівкою та утворює нафтовий шар та, при усунені летких фракцій, стійку в’язку емульсію, здатну зберігатися на поверхні, переноситься течією, викидатися на берег і осідати на дно.
Нафта і нафтопродукти є одним з найбільш розповсюджених та небезпечних техногенних забруднювачів, що пояснюється здатністю вуглеводнів утворювати токсичні сполуки у ґрунтах, поверхневих і підземних водах. Джерелами забруднення є об’єкти нафтопродуктозабезпечення (ОНПЗ) для видобування, зберігання, очищення, переробки, транспортування нафти.
В Україні споживання нафти в останні роки становило 25 - 30 млн. тон, що обумовило щільну мережу ОНПЗ по всій території. Нафтохімічне навантаження перевищує норму у 4 рази, а еколого-геологічний ризик – у 2 рази, тобто практично вся територія України є під загрозою нафтохімічного забруднення. Площа забруднення нафтопродуктами перевищує 30 тис. га. Найбільш небезпечними є забруднення підземних вод, що впливає на якість питної води. Досить шкідливим забруднювачем промислових вод нафтохімічних заводів є фенол. Техногенні забруднювачі нафтопродукти здатні утворювати токсичні сполуки у ґрунтах, поверхневих та підземних водах. Джерелами забруднення є обєкти нафтопродуктозабезпечення (ОНПЗ) для видобування, зберігання, очищення, переробки, транспортування нафти та їх споживання. На долю паливно-енергетичного комплексу припадає до 50% всіх викидів шкідливих речовин в атмосферу, 20-30% скидів забруднених стічних вод і до 70% загального об’єму газів, що веде до посилення парникового ефекту. Пестициди – синтетичні (хлороорганічні, фосфороорганічні, карбаматні, специфічні) засоби захисту рослин (інсектициди, фунгіциди, бактерициди, акарициди, гербіциди тощо), знищуючи шкідників, наносять шкоду довкіллю.
Широке і повсюдне застосування пестицидів, зокрема нерозкладаних, у надмірній кількості та введені не за графіком захисту культурних технічних рослин, накопичення різних відходів у величезних кількостях привело до широкого розповсюдження забруднення навколишнього середовища - надр, води, повітря.
Світовий ринок пестицидів складає близько 5 млн.т/р, з них близько 1,5 млн.т. увійшло уже в склад екосистем, тому біотехнологія пропонує застосовувати екологічно чисті біопестициди. Промислові побічні продукти хлорування ароматичних та гетероциклічних рідких вуглеводнів, більшість з яких стійкі до біодеградації, теж забруднюють стоки; це, зокрема, поліхлорбіфеніли (за останні 40 років вироблено до 1 млн.т і знайдено в пробах снігу, взятих в Антарктиді у кількості 0, 03 - 1, 2 г /л), які застосовують у виробництві пластмас, барвників, трансформаторів, конденсаторів.
Накопичення пестицидів та інших ксенобіотиків у довкіллі представляє величезну небезпеку для людини, що споживає крупну рибу і вищих тварин та рослини.
Нормування забруднень
Чужорідні для живих організмів сполуки - ксенобіотики - (пестициди, поліциклічні вуглеводні, барвники, лікарські речовини, нітрозосполуки, діоксини тощо), які практично не включаються в елементні цикли вуглецю, азоту, сірки або фосфору, є забруднювачами біосфери. Ксенобіотики тимчасово або постійно накопичуються в навколишньому середовищі і шкідливо впливають на все живе. Доля хімічних сполук, що потрапляють в навколишнє середовище, визначається комплексом фізичних, хімічних і, особливо, біологічних чинників.
Канцерогені ксенобіотики (за хімічною будовою - поліциклічні вуглеводні, ароматичні аміни, ароматичні азобарвники, хлоровані аліфатичні вуглеводні, нітрозосполуки, метали та металоїди, хлоровані диоксини тощо) здатні трансформувати клітини організму в бластомогенні клітини, викликаючи канцерогенні, тератогенні (вироджені порушення процесів ембріонального розвитку) чи мутагенні зміни в організмі, викликаючи інгібування росту, прискорення старіння, порушення індивідуального розвитку та зміни генофонду організмів.
Зважаючи на масштаби розповсюдженості професійного раку та відповідні прогнозні оцінки (у США за оцінками Bridport et al (1985) питома вага професійного раку може досягти 20-38% від усіх онкозахворювань), облік. реєстрація, первинна профілактика, законодавче регулювання боротьби з професійними новоутвореннями є одним з напрямків боротьби за здоро’я населення взагалі. Достовірність оцінок розповсюдження професійного раку в різних країнах та масштаби цього явища залежать від наявності та досконалості національних канцер-реєстрів, конфіденційності тієї чи іншої медичної інформації, системи обліку та врахування професійного маршруту працівників, стану медичного страхування тощо. час, .
В Україні дослідження в галузі вивчення професійного раку ведуться фрагментарно, відсутня державна система обліку та реєстрації злоякісних новоутворень професійного генезу, що стримує заходи по їх первинній профілактиці.
У довідниках Міжнародної Агенції вивчення раку МАВР (Франція) подано більше 900 сполук з канцерогенними властивостями.
В Україні “рак” є причиною 15% смертей (35% працездатне населення): 90% захворювань – вплив канцерогенів довкілля (80% - хімічний, 10% - радіаційний канцерогенез).
У Росії діє список канцерогенів, затверджений МОЗ РФ, діє Комісія з канцерогенних факторів при ГКСЕН РФ.
У США федеральними агенціями у виробничій сфері регламентовано 40 канцерогенів та складено реєстр робітників, які підлягають цим впливам.
1956р – І Міжнародний симпозіум по можливих канцерогенних домішках у продуктах харчування
1965р. - Симпозіум по можливій канцерогенності медичних препаратів
1984р. - Регламентація фізичних та хімічних канцерогенів (встановлення можливого ризику онкозахворювань).
2001 р. - Стокгольмська угода щодо стійких органічних забруднювачів (пестицидів полютантів).
Відновлення екосистеми
Лекція 5. Система знешкодження та утилізації відходів.
Порядок визначення методів для знешкодження та утилізації відходів.
Промислові та побутові відходи міст та агропромислового комплексу.
Відновлення екосистеми
Антропогенна трансформація та деградація екосистем – серйозна екологічна проблема сьогодення, розв’язання котрої лежить у площині відтворення частково зруйнованої антропогенними забруднювачами екосистеми шляхом обґрунтованої оптимізації її природних процесів за допомогою досягнень біотехнології у сукупності з технологіями інших галузей.
Важливим елементом оптимізації забрудненої екосистеми за допомогою біотехнологій, зокрема, для усунення ґрунтових забруднень на доповнення або повну заміну механічно- хімічним методам є біорекультивація ґрунтового покриву, фітодезактивація ґрунтів, детоксикація ґрунтів, а для відновлення водних екосистем біодетоксикація та біодеструкція водойм. Збереження біорозмаїття на Землі теж є елементом оптимізації екосистеми, важливим доповнення цього є відтворення деяких видів рослин та тварин шляхом біогенетичних перетворень, котрі зрештою є доволі складними для технічного виконання, а також повинні бути узгодження з точки зору біоетики.
Переробка та утилізація антропологічних відходів (побутових та виробничих) теж є екологічною проблемою екосистеми, важливим елементом розв’язання якої є біокомпостування твердих відходів, аеробна та анаеробна біодеструкція забруднень стічних вод з використанням чистих та змішаних мікробних культур для ліквідації широкого спектру забруднень чи утилізації відходів завдяки високій швидкості розмноження, значному потенціалу відтворення, генетичній спроможності доплазмідної передачі адаптивних генів та активній адаптації до забрудненого субстрату індивідуальних чи асоціативних мікробних біодетекторів, біоіндикаторів, біодетоксикантів, біодеструкторів, а також біотрансоформації завдяки підвищеній резистентності природних консорціумів мікроорганізмів та гідробіонтів та фіто- і зоосанітарів. Фізико- хімічні очищувачі порівняно з біологічними мають свої переваги та недоліки, особливо за собівартістю технологічного процесу очищення через високу енергоємність, проте найбільш оптимальна схема очищення має бути комплексною з використання фізико хімічних та біологічних факторів.
Система знешкодження та утилізації відходів
На реалізацію комплексу заходів з охорони водних ресурсів від забруднення і виснаження у всіх розвинених країнах виділяються асигнування, що досягають 2-4 % національного доходу орієнтування, на прикладі США, відносні витрати складають (у %) : охорона атмосфери 35,2 %, охорона водоймищ - 48,0, ліквідація твердих відходів - 15,0, зниження шуму -0,7, інші 1,1. Велика частина витрат - витрати на охорону водоймищ.
Зростаюче антропогенне забруднення біосфери спонукає до втручання у процеси її самоочищення, оскільки внаслідок екологічних катастроф розриваються природні зв'язки між різноманітними елементами екосистем. Це впливає на склад мікробних ценозів як компонента процесу кругообігу елементів у природі. Для відновлення цілісності біосистеми потрібно відновлювати повністю або частково втрачені її компоненти.
Комплексні заходи утилізації відходів
Перш ніж приступити до експлуатації і управління очисними спорудами фахівцям з очисних споруд, ймовірно, варто пам'ятати основні правила комплексних заходів утилізації відходів:
«Хороше очищення стічних вод починається з хорошого контролю вихідних стоків».
«Поклопочися про мул, який у системі поклопочеться про себе сам».
Процедурний ланцюг комплексних заходів відновлення відходів включає:
контроль середовища, технології та відходів;
вибір методу обробки відходів;
встановлення механізму біоочищення;
використання утилізатів.
5.1.2. Порядок визначення методів для знешкодження та утилізації відходів
Порядок визначення методів знешкодження та утилізації відходів:
Встановлення контролю на виробництві та у навколишньому середовищі - технологічний, мікробіологічний, санітарно-гігієнічний контроль виробництв, які утворюють викиди забруднень в оточуюче середовище, органолептичний та фізико-хімічний аналіз стоків, очищеної води, повітря та ґрунту, біодетекція середовищ довкілля, біоіндикація “активної біомаси” на патогенність (Salmonella).
Вибір методу обробки відходів - хімічний, фізико-хімічний, біологічний.
Вибір механізму біологічного методу очищення - біоокислення, біотрансформація, біодетоксикація, біодеструкція, біоекстракція, біодеградація відходів виробництв, біоактивні системи біодеградації та утилізації побутового сміття.
Промислові та побутові відходи міст та агропромислового комплексу
Проблемою міст світу є запобігання утворенню великої кількості відходів. У промисловості для цього необхідно застосувати особливі технології. У побуті в багатьох випадках досить змінити характер упаковки товарів, щоб різко знизити кількість побутових відходів.
Тверді відходи
Типовий склад міських твердих відходів такий: папір та картон – 41%, сміття 17,9%, гума, шкіра та деревина – 8,1%, харчові відходи – 7,5%, метали –8,7%, скло – 8,2% та ін. – 1,6%. Звісно, що структура відходів залежить від національних особливостей та традицій населення. ( У Індії частка харчових відходів мізерна, а в США, навпаки, досягає 21%. Для міст розвинутих країн характерна вища частка у відходах пластику різних видів).
Типова структура побутового сміття: тверді відходи в середньому містять (на суху речовину с. р.) - 32-40% органічних речовин; 0,56% азоту; 0,44% фосфору; 0,155% цинку; 0, 085% свинцю; 0,001% ртуті; 0, 001% кадмію. Побутове сміття утилізується біологічними системами, які використовують активний мул і зрошуючі фільтри.
Промислові тверді відходи. Усі містах з їхньою високою концентрацією населення відрізняються утвореннями великої кількості промислових відходів.
Між містами країн щодо цього є відмінності. Міста Франції та Великобританії щорічно дають промислових відходів до 50 млн. т. кожне, у ФРН – до 61 млн. т., в Італії – до 44 млн.т. До цього ще додаються побутові відходи, кількість яких в містах Франції, Великобританії складає 17 млн.т. на рік, у ФРН – 20 мл.т. на рік. У містах Японії відходів утворюється 920-2120 г на одну людину за добу, у Франції – 620 г. Це звичайна кількість для промислово розвинених країн. Найбільшу кількість відходів у розрахунку на одну людину мають США, їх тут 0,47 – 0,52т/рік або 1450 г/день.
Загальний об‘єм твердих відходів в Україні складає 10-11 млн. тон на рік. Звалищами зайняті 2600 га земель. Вважається, що в середньому їх в містах утворюються приблизно 1 тона на одну людину на рік.
Рідкі відходи
За останні десятиліття все більш значну частину круговороту прісних вод в гідросфері почали складати промислові і комунальні стоки. На промислові і побутові потреби споживається біля 600-700 км3 води в рік, яких безповоротно витрачається 130-150 км3, а біля 500 км3 відпрацьованих, так званих стічних вод скидається в річки, озера і моря.
Загально світове водоспоживання на міські і побутові потреби населення складає приблизно 9% сумарного стоку річок. Тому брак прісних вод в тих або інших регіонах земної кулі викликає не пряме водоспоживання гідроресурсів, а їх якісне виснаження.
В У країні за 1988 рік було випущено 18,7 млрд. м3 стоків з них - 2,6 млрд. м3 неочищених.
Основними джерелами забруднення і засмічення водоймищ є недостатньо очищені стічні води промислових і комунальних підприємств, крупних тваринницьких комплексів, відходи виробництва при розробці рудних копалин; при обробці і сплаві лісоматеріалів; води шахт, копалень, викиди водного і залізничного транспорту; відходи первинної обробки льону, пестициди і т.д.
Забруднюючі речовини, потрапляючи в природні водоймища, ведуть до якісних змін води, які в основному виявляються в зміні фізичних властивостей води, зокрема, поява неприємних запахів, присмаків і т.д.); в зміні хімічного складу води, в присутності в ній шкідливих речовин і плаваючих речовин на поверхні води і осіданні їх на дні водоймищ.
Стічні води складають особливу категорію міських відходів.
|