
- •Опд.В.1 «техногенные системы и экологический риск»
- •Содержание лекций
- •Раздел 1. Значение, цель и задачи курса (2 часа).
- •Раздел 2. Антропогенные воздействия на окружающую среду (4 часа)
- •Раздел 1. Значение, цель и задачи курса
- •Введение
- •4. Цели и задачи курса
- •Раздел 2. Антропогенные воздействия на окружающую среду
- •Природная среда как система. Основные виды антропогенных загрязнений и других нарушений среды обитания
- •1.1. Атмосфера
- •1.1.1 Техногенное загрязнение атмосферного воздуха
- •1.2. Гидросфера
- •1.2.1 Техногенное загрязнение гидросферы
- •1.2.1.1 Особенности водопотребления в техногенных системах
- •1.2.1.2 Антропогенное и техногенное воздействие на поверхностные воды
- •1.3. Литосфера
- •1.3.1. Антропогенное и техногенное воздействие на литосферу
- •Техногенные факторы деградации почвы
- •2. Законы функционирования биосферы
- •Раздел 3. Природа и характеристика опасностей в техносфере
- •1. Техносфера, техника. Техническая система. Технология.
- •2. Определение опасности
- •3. Аксиомы о потенциальной опасности технических систем
- •4. Алгоритм развития опасности и ее реализации
- •5. Источники опасности
- •6. Энергоэнтропийная концепция опасностей
- •7. Номенклатура опасностей
- •8. Квантификация опасностей
- •9. Идентификация опасностей
- •10. Пороговый уровень опасности
- •11. Показатели безопасности технических систем
- •1. Понятие риска
- •2. Развитие риска на промышленных объектах
- •3. Основы методологии анализа и управления риском
- •3.1 Анализ риска: понятие и место в обеспечении безопасности технических систем
- •3.2 Оценка риска: понятие и место в обеспечении безопасности технических систем
- •3.3 Управление риском; понятие и место в обеспечении безопасности технических систем
- •3.4 Общность и различие процедур оценки и управления риском
- •3.5 Количественные показатели риска
- •3.6 Приемлемый риск
- •Раздел 5. Место химических производств в концепции устойчивого развития
- •1. Химическая опасность, химически опасные объекты и обеспечение безопасности
- •2. Техногенные аварии и катастрофы на объектах с химическими технологиями, их классификация и возможные последствия
- •Раздел 6. Экологический риск: принципы и критерии оценки
- •1. Понятие экологического риска
- •2. Оценка и анализ экологического риска
- •3. Методология оценки и анализа экологического риска
- •1. Общая характеристика экологического мониторинга
- •9.2. Методы контроля техногенного воздействия на окружающую среду
- •Раздел 7. Правовые основы обеспечения экологической безопасности
- •1. Государственная экологическая экспертиза
- •2. Оценка экологического риска в процессе производственной деятельности
- •3. Основы оценки экологического риска для здоровья населения
- •8.7. Управление экологическим риском
- •Содержание практических занятий
1.2.1.2 Антропогенное и техногенное воздействие на поверхностные воды
Многочисленные и разнообразные процессы загрязнения поверхностных вод разделяются на природные и антропогенные (табл. 3, 4). В некоторых случаях в природные процессы вовлекаются продукты антропогенной деятельности. Самым мощным и постоянно действующим процессом загрязнения воды, имеющим глобальный масштаб, является вулканическая и флюидная активность Земли. В результате этих геохимических процессов за 1-1,5 млн. лет сформировался химический состав морской воды, а в гидросфере и литосфере появились тяжелые металлы. При этом поступление с глубинными флюидами многих тяжелых металлов существенно превышает их привнос в океан реками с континентов.
Набор веществ, загрязняющих воду, очень широкий, а формы их нахождения разнообразны. Главные загрязнители, связанные с природными и антропогенными процессами загрязнения водной среды, во многом сходны. Отличие заключается в том, что в результате антропогенной деятельности в воду могут поступать значительные количества таких чрезвычайно опасных веществ (более 400 видов), как пестициды, искусственные радионуклиды, органические соединения. Кроме того, искусственное происхождение имеют многие патогенные и болезнетворные вирусы, грибки, бактерии.
Существенный вклад в загрязнение поверхностных вод вносят стоки с промышленно-урбанизированных и сельскохозяйственных территорий, а также атмосферные осадки, содержащие продукты антропогенной деятельности. Различают химическое, биологическое и физическое загрязнение поверхностных вод. К наиболее распространенным химическим загрязнителям относят нефть и нефтепродукты, синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), пестициды, тяжелые металлы, фенолы, диоксины и др. Они поступают в водоемы с отходами промышленности, бытовыми и сельскохозяйственными сточными водами. Многие из них в водной среде либо вообще не разлагаются, либо разлагаются очень медленно и способны накапливаться в пищевых цепочках.
Таблица 3 Природные процессы загрязнения воды
-
Процесс
Основные загрязнители
Вулканическая и флюидная активность Земли
Газы, углеводороды, твердые взвеси и растворенные в воде соединения серы, хлора, фтора, азота, фосфора, тяжелых металлов и радиоактивных элементов. Тепловое воздействие
Физико-химическое взаимодействие с горными породами
Тяжелые металлы, радиоактивные элементы, соединения серы, хлора, азота, фосфора
Выпадение природных атмосферных осадков
Серная и азотная кислота, соединения хлора, фтора, азота, фосфора, тяжелые металлы и радиоактивные элементы
Биологическая активность
Водоросли и планктон, металлоорганические соединения
При осаждении на дно водоемов или при фильтрации в грунте химические вещества сорбируются частицами пород, окисляются, восстанавливаются, выпадают в осадок и т. д. Но, как правило, полного самоочищения загрязненных вод не происходит. Поэтому химические загрязнения могут мигрировать на значительные расстояния и просачиваться в подземные воды.
Бактериальное загрязнение выражается в появлении в поверхностных водах патогенных микроорганизмов, вирусов и простейших. Болезнетворные микроорганизмы и вирусы содержатся в канализационных стоках населенных пунктов и животноводческих ферм.
Попадая в питьевую воду, патогенные микробы и вирусы вызывают вспышки инфекционных заболеваний, передающихся водным путем.
Таблица 4 Антропогенные процессы загрязнения воды
-
Процесс
Главные загрязнители
Сток с промышленно- урбанизированных территорий
Нефтепродукты, фенол, СПАВ, органические соединения серы, азота, хлора и радиоактивные элементы; вирусы, микробы и другие болезнетворные организмы; тепловое воздействие
Сток с сельскохозяй ственных территорий
Пестициды, ядохимикаты, соединения азота и фосфата, СПАВ, нефтепродукты; тяжелые металлы и радиоактивные элементы; болезнетворные организмы
Выпадение с атмосферными осадками продуктов антропогенной деятельности
Серная и азотная кислоты; тяжелые металлы и радиоактивные элементы; пестициды, твердые взвешенные частицы, болезнетворные грибки, бактерии и вирусы
Выбросы и утечки из хранилищ токсичных и радиоактивных танкеров
Тяжелые металлы и радиоактивные элементы, пестициды, хлор и его соединения, болезнетворные микроорганизмы
Аварии нефтепроводов и нефтеналивных танкеров
Нефтепродукты
Разведка и добыча полезных ископаемых
Тяжелые металлы и радиоактивные элементы в виде взвеси и газа; сульфаты и хлориды; углеводороды и нефтепродукты; соединения фосфора; взвешенные частицы
В последнее время большое внимание уделяется изучению влияния веществ, появляющихся в воде в результате ее хлорирования. К таким соединениям относятся тригалометаны и другие хлорорганичес-ие соединения. Они обладают большой биологической активностью и оказывают канцерогенное действие на организм человека. Количество и разнообразие хлорорганических соединений в воде зависит от химической природы первичных органических соединений, количества использованного при хлорировании воды активного хлора, времени его контакта с водой, рН воды, ее температуры и других факторов. Эти соединения являются причиной злокачественных, обменных, аллергических, ревматических и многих неинфекционных заболеваний. Например, в США, в штате Массачусетс, с 1978 по 1984 год после употребления питьевой воды с высокой концентрацией хлора от рака мочевого пузыря умерло более 1000 человек.