Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Техносфера и окружающая среда. Учебное пособие.pdf
10. Вклад отдельных парниковых газов (по категориям источников)
в общие выбросы в энергетике России в 2004 году
Вклад отдельных парниковых газов
№
п/п
Парниковые
газы
(по категориям источников) в общие выбросы
в энергетике России, тыс. т СО
Сжигание топлива
Технологические выбросы
-экв/год
2
и утечки
12
1 СО2 1 597 931 24 255,0
2 СH4 127,3 8696,8
3 N2O 11,8 0,2
Вклад отдельных парниковых газов (по категориям источников)
в общие выбросы в энергетике России представлен в табл. 10.
Потенциал воздействия основных парниковых газов во времени
представлен в табл. 11.
Основной компонент природного газа, метан, является причиной
15% потепления в современное время. Источником метана являются бактерии на рисовых полях, разлагающийся мусор, продукты сельского
хозяйства и и
десятилетия.
скопаемого топлива. Метан циркулирует в атмосфере около
Источником оксида азота являются сельское хозяйство и промышленность, где производятся и используются различные растворители и
хладоагенты, такие как хлорфторуглероды (фреоны), которые запрещены
международным соглашением вследствие их разрушающего действия на
защитный озоновый слой Земли.
11. Потенциал воздействия основных парниковых газов во времени
Парниковый газ 20 лет 100 лет 500 лет
Вклад в парниковый
эффект, %
СО2 1 1 1 64
Метан 63 21 9 19
N2O 270 290 190 5,7
ХФУ-11 4500 3500 1500
ХФУ-12 7100 7300 4500
10
12
Данные по: Государственный доклад «О состоянии и об охране окружаю-
щей среды Российской Федерации в 2005 году». – М. : Министерство природных
ресурсов Российской Федерации, АНО «Центр международных проектов», 2006. –
500 с.
61
Потепление климата привело к интенсивному таянию ледников и
повышению уровня Мирового океана на 10…25 см в XX веке.
Кислые атмосферные осадки (кислотные дожди). Одна из ост-
рейших глобальных проблем современности и обозримого будущего это
проблема возрастающей кислотности атмосферных осадков и почвенно-
го покрова.
Хозяйственная деятельность человека сопровождается эмиссией
огромного количества оксидов серы, азота, углер
ода. Эти оксиды, поступая в атмосферу, переносятся на большие расстояния, взаимодействуют
с водой или парами воды в атмосфере и превращаются в растворы сернистой, серной, азотистой, азотной и угольной кислот, которые выпадают
в виде «кислых (кислотных) дождей» на сушу.
В данных химических реакциях участвуют кислород и пары воды,
а также части
цы техногенной пыли в качестве катализаторов:
2SO2 + 2H2O + O2 → 2H2SO4,
4NO2 + 2H2O + O2 → 4HNO3,
4NO + 2H2O + 3O2 → 4HNO3.
Кислотность (рН) осадков снижается с нормальных значений
5,6…5,7 до низких 3,2…3,7.
Кислотные дожди вызывают подкисление почв и поверхностных вод.
Районам кислых почв не страшны засушливые периоды, но их естественное плодородие понижено и неустойчиво, они быстро истощаются и дают
низкие урожаи.
Кислотные осадки также способствуют увеличению подвижности и
вымыванию почвенных катионов, вытеснению углекислого газа из карбо-
в и органики почвы.
нато
Кислотность с нисходящими потоками воды распространяется на весь
почвенный профиль и вызывает значительное подкисление грунтовых вод.
2.4. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ГИДРОСФЕРЫ
Общая характеристика загрязнения гидросферы. Под загрязнени-
ем водоёмов понимается снижение их биологических функций и экономического значения в результате поступления в них вредных веществ.
Главными источниками загрязнений гидросферы в России являются
(в процентах от общего количества выбросов)
13
Данные по: Государственный доклад «О состоянии и об охране окружаю-
щей среды Российской Федерации в 2005 году». – М. : Министерство природных
ресурсов Российской Федерации, АНО «Центр международных проектов», 2006. –
500 с.
62
13
:
1) производство и распределение электроэнергии, газа и воды
≈51,9%;
2) обрабатывающие производства ≈21,3%;
3) предоставление прочих коммунальных, социальных и персональ-
ных услуг ≈10,6%;
4) добыча полезных ископаемых ≈5,8%;
5) сельское хозяйство, охота и лесное хозяйство ≈5,8%;
6) операции с недвижимым имуществом, аренда и предоставление
услуг ≈2,7%;
7) транспорт и связь ≈0,8%;
рочие виды экономической деятельности ≈3,9%.
8) п
Загрязнение водоёмов может быть химическим и тепловым.
Наиболее загрязнёнными в России являются водоёмы Центра, бассейна Камы, Среднего Поволжья, Урала, Кузбасса, Сибири, в том числе
реки Волга, Дон, Урал, Обь, Енисей, Лена, Печора и их притоки, Каспийское, Балтийское и Северное моря.
Характеристика основных загрязнений, по
павших в гидросферу
в России в 2005 году, представлена в табл. 12.
Загрязнение воды вызывает следующие изменения её качества:
− снижение pH пресных вод в результате загрязнения серной и
азотной кислотами из атмосферы (кислотные дожди), а также увеличение
содержания в них сульфатов и нитратов;
− повышение содержания в природных водах солей тяжёлых метал-
лов, пр
ежде всего свинца, кадмия, ртути, мышьяка и цинка, а также фос-
фатов, нитратов, нитритов и др.;
− повышение в поверхностных и подземных водах содержания
солей в результате их поступления со сточными водами, из атмосферы и
за счёт смыва твёрдых отходов;
− повышение содержания в водах органических соединений, преж-
де всего би
ологически стойких (поверхностно-активных веществ, пестицидов, токсикантов, продуктов их распада и других токсичных, канцерогенных и мутагенных веществ);
− снижение содержания кислорода в природных водах;
− снижение прозрачности воды в водоёмах (в загрязнённых водах
размножаются вирусы, бактерии и другие возбудители инфекционных
заболеваний);
загрязнение природных вод радиоактивными изотопами.
−
63
12. Характеристика загрязнения гидросферы в России в 2005 году14
Показатель
Ед.
изм.
производства
Обрабатывающие
ископаемых
Добыча полезных
газа и воды
распределение
Производство и
электроэнергии,
Транспорт и связь
Сельское хозяйство,
охота и лесное хозяйство
социальных и
коммунальных,
персональных услуг
Предоставление прочих
Использовано
воды, всего
млн м3 6067,72 2026,84 39 124,26 311,43 9560,21 610,37
Объём оборотной и повторнопоследовательно
используемой
воды млн м
3
48 867,85 17 309,92 67 009,49 278,61 605,41 48,89
Экономия
свежей воды %
90 93 70 66 77 27
Водоотведение
в поверхностные
водоёмы, всего
в том числе:
загрязнённых
сточных вод млн м
из них
без очистки млн м
нормативно
чистых
нормативно
очищенных
млн м
млн м
млн м
3
4819,19 1979,99 34 938,12 310,37 4690,43 1976,72
3
3771,63 1020,67 9195,69 137,81 1035,52 1879,24
3
727,07 344,80 1174,47 59,60 732,01 213,50
3
631,92 802,38 24 367,25 113,69 3640,88 4,78
3
415,64 156,94 1375,17 58,87 14,03 92,70
Загрязнение водно-болотных угодий. Загрязнение водно-болотных
угодий происходит в результате выпадения загрязняющих веществ
из атмосферы и привнесения вредных веществ со сточными водами.
Данные о суммарном загрязнении территорий, занятых водно-болотными
угодьями приведены в табл. 13.
14
Данные по: Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей
среды Российской Федерации в 2005 году». – М. : Министерство природных ресурсов Российской Федерации, АНО «Центр международных проектов», 2006. – 500 с.
64
13. Поступления загрязняющих веществ в водно-болотные угодья
Регион Водно-болотные угодья
Республика
Карелия
Ленинградская
область
Ленинградская
область
Ленинградская
область
Ленинградская
область
Ленинградская
область
Псковская
область
Северо-Западного региона России в 2002 г.
Поступление
из атмосферы, т
Онежский залив 28,8 43,2
Свирская губа 1324,4 2829,4
Южное побережье
Финского залива
Полуостров
Кургальский
140,8 300,8
1430 3055
Березовые острова 1199,4 2562,4
Мшинская болотная
система
1632,4 3487,4
Псковско-Чудская
приозёрная
386,4 1255,8
низменность
15
Сброшено
загрязнённых
сточных вод,
тыс. м
3
Загрязнение водно-болотных угодий в Ленинградской области
за счёт поступления загрязняющих веществ из атмосферы значительно
более существенно по сравнению с водно-болотными угодьями расположенных в республике Карелии и Псковской области. Однако по сравнению с 1988 годом оно уменьшилось в среднем на 18%, в то время как
в Псковской области, не смотря на низко
е удельное загрязнение водно-
болотных угодий, количество загрязнений возросло в среднем на 25%.
Другая ситуация сложилась с загрязнением водно-болотных угодий
за счёт сброса сточных вод. В Ленинградской и в Псковской областях
количество загрязняющих веществ поступающих в водно-болотные угодья со сточными водами за рассматриваемый период увеличилось.
Кроме этого по данным о пло
тности выпадения тяжёлых металлов
на территории Северо-Западного региона были рассчитаны количества
поступления в водно-болотные экосистемы свинца, кадмия и ртути.
Данные расчётов приведены в табл. 14.
15
Данные по: Проблемы сохранения водно-болотных угодий России. – М.,
2003.
65
14. Показатели загрязнения водно-болотных угодий Северо-Запада
России тяжёлыми металлами (по данным 2002 года)
Поступление тяжёлых металлов из атмосферы
Водно-болотные угодья
свинец кадмий ртуть
кг/км
2
кг кг/км
2
кг кг/км
16
2
кг
Онежский залив 0,7 25,2 30 1080 5,2 187,2
Свирская губа 1,3 786,5 33 19 965 6,9 4174,5
Южное побережье
Финского залива
Полуостров
Кургальский
1,9 121,6 46 2944 9,8 627,2
1,7 1105 41 26
250 9,1 5915
Березовые острова 1,6 872 40 21 800 8,6 4687
Мшинская болотная
система
1,8 1335,6 47 34
874 9,7 7197,4
Псковско-Чудская
приозёрная
0,9 869,4 45 43
470 7,6 7341,6
низменность
Тяжёлые металлы, такие как ртуть, свинец и кадмий, относятся
к наиболее опасным загрязнителям водно-болотных экосистем. Опасность
загрязнения тяжёлыми металлами заключается в том, что этот вид загрязнителей способен накапливаться в растениях и организмах животных,
в донных отложениях, аккумулироваться в цепях питания и превращаться
в более ядовитые вещества. Загрязнение тяжёлыми металлами и их соединениями пр
иводит к отравлению гидробионтов и других групп орга-
низмов.
Наибольшему загрязнению тяжёлыми металлами подвергаются
водно-болотные угодья Южного побережья Финского залива и Мшинской
болотной системы. Это главным образом можно объяснить тем, что
на них в наибольшей степени оказывают влияние крупные промышленные центры Ленинградской области, такие как Санкт-Пе
тербург, Луга,
Сосновый Бор, Ломоносов.
Немалый вклад в загрязнение водно-болотных угодий Северо-Запада
России тяжёлыми металлами вносит трансграничный перенос загрязняющих веществ. Так по данным ЕМЕП (Совместная программа наблюдений
16
Данные по: Проблемы сохранения водно-болотных угодий России. – М.,
2003.
66
и оценки переноса на большие расстояния загрязняющих веществ в Европе)
более 54% свинца, 65% кадмия и 86% ртути поступает на европейскую
территорию России из стран Западной и Восточной Европы, таких как
Польша, Германия и Украина.
Последствия загрязнений водно-болотных угодий аналогичны последствиям загрязнений водных ресурсов.
Общая характеристика сточных вод. Сточные воды – это жидкие
ходы, загрязнённые бытовыми отбросами и производственными отхо-
от
дами и удаляемые с территорий населённых мест и промышленных предприятий системами канализации. К сточным водам относят также воды,
образующиеся в результате выпадения атмосферных осадков в пределах
территорий населённых пунктов и промышленных объектов.
Содержащиеся в сточных водах различные вещества, попадая в значительных количествах в во
доёмы или скапливаясь в почве, могут быстро
загнивать и ухудшать санитарное состояние водоёмов и атмосферы, способствуя распространению различных заболеваний. Поэтому вопросы
очистки, обезвреживания и утилизации сточных вод являются неотъемлемой частью проблемы охраны природы, оздоровления окружающей человека среды и обеспечения санитарного благоустройства городов и других
населённых мест.
Степень загр
примесей, т.е. их массой в единице объёма воды (в мг/л или г/м
язнённости сточных вод оценивается концентрацией
3
).
Сточные воды содержат следующие примеси:
1) гетерогенные системы:
а) взвеси (
110−
≥d мкм) – суспензии и эмульсии, обуславливающие
мутность воды, а также микроорганизмы и планктон;
б) коллоидные растворы (
21
10...10−−=d мкм) – золи и растворы
высокомолекулярных соединений, обуславливающие окисляемость и
цветность воды;
2) гомогенные системы:
а) молекулярные растворы (
32
10...10−−=d мкм) – газы, растворимые
в воде, органические вещества, придающие ей запахи и привкусы;
б) ионные растворы (
310−
≤d мкм) – соли, основания, кислоты, обу-
славливающие минерализованность, жёсткость, щёлочность, кислотность
воды [6, с. 191 – 193].
В зависимости от происхождения, состава и качественных характеристик загрязнений (примесей) сточные воды подразделяются на три основные категории: бытовые (хозяйственно-фекальные), производственные
(промышленные) и атмосферные.
67
Бытовые сточные воды. К бытовым сточным водам относят воды,
удаляемые из туалетных комнат, ванн, душевых, кухонь, бань, прачечных,
столовых, больниц. Они загрязнены в основном физиологическими
отбросами и хозяйственно-бытовыми отходами.
Состав бытовых сточных вод более или менее однообразен; концентрация загрязнений в них зависит от количества расходуемой (на одного
жителя) водопроводной вод
ы, т.е. от нормы водопотребления. Загрязнения бытовых сточных вод обычно подразделяют на: нерастворимые, образующие крупные взвеси (в которых размеры частиц превышают 0,1 мм)
либо суспензии, эмульсии и пены (в которых размеры частиц составляют
от 0,1 мм до 0,1 мкм), коллоидные примеси (с частицами размером от
0,1 мкм до 1 нм), растворимые (в виде молекулярно-дисперсных ч
астиц
размером менее 1 нм).
Различают загрязнения бытовых сточных вод: минеральные и орга-
нические.
К минеральным загрязнениям относятся песок, частицы шлака, глинистые частицы, растворы минеральных солей, кислот, щелочей и многие
другие вещества.
Органические загрязнения бывают растительного и животного происхождения, а также включают биологические загрязнения.
К растительным относятся остатки раст
ений, плодов, овощей, бумага, растительные масла и пр. Основной химический элемент растительных
загрязнений – углерод.
Загрязнениями животного происхождения являются физиологические выделения людей и животных, остатки тканей животных, клеевые
вещества и пр. Они характеризуются значительным содержанием азота.
К биологическим загрязнениям относятся различные микроорганизмы, дрожжевые и плесневые грибки, мелкие вод
оросли, бактерии, в том
числе болезнетворные (возбудители брюшного тифа, паратифа, дизентерии, сибирской язвы и др.). По своему химическому составу они являются
органическими загрязнениями, но их выделяют в отдельную группу ввиду
санитарной опасности, создаваемой ими при попадании в водоёмы, а также ввиду того, что они представляют собой живые организмы.
Органические загр
язнения свойствененны не только бытовым сточным водам, но и некоторым видам производственных сточных вод, образующимся, например, на мясокомбинатах, бойнях, кожевенных заводах,
биофабриках и т.п.
В бытовых сточных водах минеральных веществ содержится около
42% (от общего количества загрязнений), органических – около 58%;
осаждающиеся взвешенные вещества составляют 20%, суспензии – 20%,
коллоиды – 10%, растворимые вещества – 50%.
68
Производственные сточные воды. Производственные сточные воды представляют собой жидкие отходы, которые возникают при добыче и
переработке органического и неорганического сырья, а также воды,
использованные в различных технологических процессах (например,
для промывки сырья и готовой продукции, охлаждения тепловых агрегатов и т.п.), воды, откачиваемые на поверхность земли при добыче
полезных иско
паемых.
В зависимости от условий использования воды в технологических
процессах сточными водами являются:
1) воды, образующиеся при протекании химических реакций
(загрязнены исходными веществами и продуктами реакций);
2) воды, находящиеся в виде свободной и связанной влаги в сырье
и исходных продуктах и выделяющиеся в процессах переработки;
3) промывные воды после промывки сырья, продуктов и об
орудо-
вания;
4) маточные водные растворы;
5) водные экстракты и абсорбенты;
6) воды охлаждения и нагревания с теплообменников;
7) другие сточные воды (воды с вакуум-насосов, конденсаторов
смешения, систем гидрозолоудаления, после мытья тары, оборудования и
помещений).
Производственные сточные воды ряда отраслей промышленности
загрязнены главным образом отходами производства, в которых могут
находиться яд
овитые вещества (например, синильная кислота, фенол,
соединения мышьяка, анилин, соли меди, свинца, ртути и др.), а также
вещества, содержащие радиоактивные элементы; некоторые отходы представляют определённую ценность (как вторичное сырьё).
При этом состав и степень загрязнённости производственных сточных вод весьма разнообразны и зависят главным образом от характера
производства и усло
вий использования воды в технологических процессах. Соответственно, по характеру производства сточные воды подразделяются на:
− промышленные;
− сельскохозяйственные;
− строительные;
− транспортно-дорожные;
− энергетические;
− горно-добывающие
и т.д.
69
В зависимости от характера производства промышленные сточные
воды подразделяются на:
1) незагрязнённые (условно чистые);
2) загрязнённые:
а) загрязнённые преимущественно минеральными примесями
(например, стоки заводов, производящих минеральные удобрения, кисло-
ты, строительные изделия и материалы и др.);
б) загрязнённые преимущественно органическими примесями
(например, стоки предприятий химической и нефтехимической промышленности, предприятий, производящих полимерные плёнки, пластмассы,
каучук, пр
едприятий пищевой промышленности и др.);
в) загрязнённые и минеральными, и органическими примесями
(например, стоки предприятий нефтеперерабатывающей, нефтедобывающей, нефтехимической промышленности, предприятий, производящих
продукты органического синтеза и др.).
Атмосферные сточные воды. Атмосферные сточные воды – это
дождевые (ливневые) и талые воды, а также воды, которые образуются
при поливе улиц и доро
жек. Они характеризуются неорганизованным
стоком и загрязняют почвы и водоёмы существенной частью техногенных
загрязнений.
Дождевые (ливневые) сточные воды образуются в результате выпа-
дения атмосферных осадков, таких как снег, дождь, град.
Дождевые воды, выпадающие на территорию предприятия, смывают
загрязняющие вещества, которые всегда в тех или иных количествах
имеются на поверхности за
водских установок и сооружений либо в заводской почве, не могут отводиться сетью открытых водостоков вместе
с общими ливневыми стоками заводской площадки. При дождевых осадках также может происходить унос вредных веществ из шламохранилищ,
с территорий полигонов отходов и т.д.
Такие ливневые воды с территорий и установок вместе с п
роизводственными сточными водами отводятся только закрытой канализационной
сетью на очистные сооружения, где очищаются от загрязняющих веществ
и после этого сбрасываются в водоём.
Химический состав дождевых сточных вод обычно беден. В таких
дождевых водах содержится значительное количество нерастворённых
минеральных примесей (например, песок, глина), а также некоторые
загрязнения органического происхождения. БПК дождевых во
д достигает
50…60 мг/л.
Образование (выпадение) природных дождевых вод происходит весьма неравномерно. Их расход изменяется от нуля (в сухую погоду) до максимального значения 300 л/с (в период выпадения интенсивных ливней).
70