1. Атмосферные воды, промывающие из воздуха массу загрязненителей.

2. Промышленные сточные воды.

3. Бытовые сточные воды.

Ежегодно в мире образуются около 1 триллиона м³ сточных вод. Из них примерно 20% сбрасываются без очистки.

При технологических процессах образуются следующие виды сточных вод:

1. Реакционные воды - образуются в процессе реакции с выделением воды. Загрязнены как исходными продуктами, так и промежуточными и конечными.

2. Воды, содержащиеся в сырье и исходных материалах в свободном или связанном виде. Загрязнены аналогично реакционным водам.

3. Промывные воды – образуются после мытья оборудования, сырья, тары.

4. Водные абсорбенты и экстрагенты.

5. Охлаждающие воды, не соприкасающиеся с технологичными водами и использующиеся в системах оборотного водоснабжения.

6. Бытовые воды.

7. Атмосферные осадки, стекающие с территории промышленных предприятий.

Загрязнение гидросферы существенно опаснее, чем загрязнение атмосферы по следующим причинам:

1. Процессы регенерации или самоочищения происходят в водной среде существенно медленнее, чем в атмосфере.

2. Источники загрязнения гидросферы более разнообразны.

3. Естественные процессы, протекающие в водной среде, более чувствительны к загрязнению сами по себе и имеют большее значение для обеспечения жизни на Земле, чем соответствующие процессы, протекающие в атмосфере.

Последствия загрязнения гидросферы

- нарушение устойчивости экосистемы - прогрессирующая эвтрофикация - появление красных приливов - накопление химических токсикантов в биоте - снижение биологической продуктивности - возникновение мутагенеза и канцерогенеза в морской среде - микробиологическом загрязнении прибрежных районов моря

Загрязнение водных экосистем представляет огромную опасность для всех живых организмов и, в частности, для человека.

Пресноводные экосистемы. Установлено, что под влиянием загрязняющих веществ в пресноводных экосистемах отмечается падение их устойчивости вследствие нарушения пищевой пирамиды и ломки сигнальных связей в биоценозе, микробиологического загрязнения, эвтрофирования и других крайне неблагоприятных процессов. Они снижают темпы роста гидробионтов, их плодовитость, а в ряде случаев приводят к их гибели.

Наиболее изучен процесс эвтрофирования водоемов. Этот естественный процесс, характерный для всего геологического прошлого планеты, обычно протекает очень медленно и постепенно, однако в последние десятилетия, в связи с возросшим антропогенным воздействием, скорость его развития резко увеличилась.

Ускоренная, или так называемая антропогенная эвтрофикация связана с поступлением в водоемы значительного количества биогенных веществ — азота, фосфора и других элементов в виде удобрений, моющих веществ, отходов животноводства, атмосферных аэрозолей и т. д. В современных условиях эвтрофикация водоемов протекает в значительно менее продолжительные сроки — несколько десятилетий и менее.

Антропогенное эвтрофирование весьма отрицательно влияет на пресноводные экосистемы, приводя к перестройке структуры трофических связей гидробионтов, резкому возрастанию биомассы фитопланктона благодаря массовому размножению синезеленых водорослей, вызывающих “цветение” воды, ухудшающих ее качество и условия жизни гидробионтов (к тому же выделяющих опасные не только для гидробионтов, но и для человека токсины). Возрастание массы фитопланктона сопровождается уменьшением разнообразия видов, что приводит к невосполнимой утрате генофонда, уменьшению способности экосистем к гомеостазу и саморегуляции.

Процессы антропогенной эвтрофикации охватывают многие крупные озера мира — Великие Американские озера, Балатон, Ладожское, Женевское и др., а также водохранилища и речные экосистемы, в первую очередь малые реки. На этих реках, кроме катастрофически растущей биомассы синезеленых водорослей, с берегов происходит зарастание их высшей растительностью. Сами же синезеленые водоросли в результате своей жизнедеятельности производят сильнейшие токсины, представляющие опасность для гидробионтов и человека.

Помимо избытка биогенных веществ на пресноводные экосистемы губительное воздействие оказывают и другие загрязняющие вещества: тяжелые металлы (свинец, кадмий, никель и др.), фенолы, СПАВ и др. Так, например, водные организмы Байкала, приспособившиеся в процессе длительной эволюции к естественному набору химических соединений притоков озера, оказались неспособными к переработке чуждых природным водам химических соединений (нефтепродуктов, тяжелых металлов, солей и др.). В результате отмечено обеднение гидробионтов, уменьшение биомассы зоопланктона, гибель значительной части популяции байкальской нерпы и др.

Морские экосистемы. Скорости поступления загрязняющих веществ в Мировой океан в последнее время резко возросли. Ежегодно в океан сбрасывается до 300 млрд. м3 сточных вод, 90% которых не подвергается предварительной очистке. Морские экосистемы подвергаются все большему антропогенному воздействию посредством химических токсикантов, которые, аккумулируясь гидробионтами по трофической цепи, приводят к гибели консументов даже высоких порядков, в том числе и наземных животных — морских птиц, например. Среди химических токсикантов наибольшую опасность для морской биоты и человека представляют нефтяные углеводороды (особенно бенз(а)пирен), пестициды и тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий и др.).

До определенного предела морские экосистемы могут противостоять вредным воздействиям химических токсикантов, используя накопительную, окислительную и минерализующую функции гидробионтов. Так, например, двустворчатые моллюски способны аккумулировать один из самых токсичных пестицидов — ДДТ и при благоприятных условиях выводить его из организма. (ДДТ, как известно, запрещен в России, США и некоторых других странах, тем не менее он поступает в Мировой океан в значительном количестве.) Ученые доказали и существование в водах Мирового океана интенсивных процессов биотрансформации опасного загрязнителя — бенз(а)пирена, благодаря наличию в открытых и полузакрытых акваториях гетеротрофной микрофлоры. Установлено также, что микроорганизмы водоемов и донных отложений обладают достаточно развитым механизмом устойчивости к тяжелым металлам, в частности, они способны продуцировать сероводород, внеклеточные экзополимеры и другие вещества, которые, взаимодействуя с тяжелыми металлами, переводят их в менее токсичные формы.

В то же время в океан продолжают поступать все новые и новые токсичные загрязняющие вещества. Все более острый характер приобретают проблемы эвтрофирования и микробиологического загрязнения прибрежных зон океана. В связи с этим важное значение имеет определение допустимого антропогенного давления на морские экосистемы, изучение их ассимиляционной емкости как интегральной характеристики способности биогеоценоза к динамическому накоплению и удалению загрязняющих веществ.

Для здоровья человека неблагоприятные последствия при использовании загрязненной воды, а также при контакте с ней (купание, стирка, рыбная ловля и др.) проявляются либо непосредственно при питье, либо в результате биологического накопления по длинным пищевым цепям типа: вода — планктон — рыбы — человек или вода — почва — растения — животные — человек, и др.

При непосредственном контакте человека с бактериально загрязненной водой, а также при проживании или нахождении близ водоема различные паразиты могут проникнуть в кожу и вызвать тяжелые заболевания, особенно характерные для тропиков и субтропиков. В современных условиях увеличивается опасность и таких эпидемических заболеваний как холера, брюшной тиф, дизентерия и др.

Загрязнения литосферы.

Литосфера – это верхняя твёрдая оболочка Земли, включающая в себя земную кору и верхнюю часть мантии Земли.

Литобиосфера – эта та часть литосферы, в которой присутствуют живые организмы. Наиболее сильно подвергаются загрязнению поверхностный слой литосферы (почва).

Существуют следующие источники загрязнения почвы:

1. Жилые дома и бытовые предприятия. В числе загрязнений – бытовой мусор, пищевые отходы, строительный мусор, отходы отопительных систем и т.д.

2. Промышленные предприятия сбрасывают твёрдые и жидкие отходы в т.ч. чрезвычайно токсичные (цианиды, тяжёлые металлы).

3. Теплоэнергетика. В числе отходов –несгоревшие частицы, шлак, сажа, оксиды серы.

4. Сельское хозяйство. В числе отходов – ядохимикаты, удобрения.

5. Транспорт. В числе загрязнителей – соединения свинца, углеводороды, оксиды свинца.

Самоочищения почвы практически не происходит. Поэтому ядовитые вещества накапливаются в ней, поглощаются растениями и далее передаются по трофическим цепям.

Последствия загрязнения литосферы

1. Изменение рельефа местности

2. Активизация опасных геологических процессов (карст, оползни), оседание и сдвиг горных пород.

3. Изменение физических полей, особенно в районах вечной мерзлоты

4. Химическое загрязнение почв, механическое нарушение почв

Ущерб от загрязнения окружающей среды.

Для поддержания качества окружающей среды требуются существенные затраты.

Качество окружающей среды – это степень соответствия окружающей среды потребностям живых организмов.

Так, согласно последним исследованиям, в промышленно-развитых странах на поддержание качества окружающей среды требуется не менее 2,5% от национального дохода.

Средства, идущие на сохранение окружающей среды можно разделить на три группы:

1. Затраты, связанные с уменьшением выбросов в окружающую среду – это затраты на строительство и эксплуатацию очистных сооружений, санитарно-защитных зон, на разработку и внедрение замкнутых и малоотходных технологических процессов, на создание систем контроля и управления уровня загрязнения среды.

2. Затраты на компенсацию социальных последствий выбросов – это затраты, связанные с ухудшением качества среды. Они заключаются в снижении хозяйственной ценности природных ресурсов, потерь рабочего времени за счёт заболеваний. Ухудшение параметров функционирования естественных и антропогенных экосистем.

3. Затраты на потери сырья и продуктов с выбрасываемыми газами, сточными водами и твёрдыми отходами. Все выбрасываемые продукты могут быть вторичным сырьём на данном или других предприятиях.

Ущерб, наносимый природе, подразделяется на социальный, моральный и экономический.

Экономический ущерб – это фактические потери, нанесённые хозяйству вследствие загрязнения среды.

Экономический ущерб может быть фактическим, возможным и предотвращенным.

Возможный ущерб – это ущерб, который мог бы быть нанесён хозяйству при отсутствии природоохранительных мероприятий.

Предотвращённый ущерб – это разность между возможным и фактическим ущербом.

Расчёт предотвращенного ущерба в результате снижения сброса примесей в водные объекты.

,где

=400 рублей/тонна – экономический коэффициент

- безразмерный коэффициент, значение которого зависит от конкретного водоёма, куда сбрасываются сточные воды. Определяется по специальным таблицам.

- приведённая масса снижения сброса примесей в водные объекты.

, где и соответственно- приведённая сброса примесей в водный объект до и после ввода в действие очистных сооружений.

- вид сбрасываемой примеси.

- количество сбрасываемой примеси.

и - масса примесей -го вида, сбрасываемых до и после ввода в действие очистных сооружений.

- безразмерный коэффициент, показатель относительной опасности примесей -го вида.

,где - предельно допустимая концентрация в воде -го загрязняющего вещества.

Если в соответствующих таблицах указано, что данного вещества в водоёме не должно быть, т.е. , то .

Расчёт предварительного ущерба в результате снижения выбрасываемых примесей в воздух.

=33 рубля/тонна

- безразмерный коэффициент, характеризующий относительную опасность загрязнения воздуха над территориями различных типов.

- поправочный коэффициент, зависящий от характеристик выброса и источника, таких, как высоты источника выброса, скорости оседания загрязняющего вещества и разности температур между t выброса и t окружающей среды. .

Остальные параметры аналогичны предыдущей формуле за исключением того, что:

- называется показателем относительной агрессивности примеси в воздухе и определяется по специальным таблицам

За единицу принята агрессивность угарного газа CO

Стандартизация и охрана окружающей природной среды.

Существует система госстандартов в области охраны природы и улучшения использования природных ресурсов. Этой системе присвоен №17.

Система №17 состоит из 9 комплексов-стандартов. Номер комплекса ставится через « . » после числа 17.

Существуют следующие комплексы:

1. Гидросфера

2. Атмосфера

3. Биологические ресурсы

4. Почвы

5. Земли

6. Флора

7. Фауна

8. Ландшафты

9. Недра

Каждый комплекс включает в себя восемь групп стандартов. Номер группы ставится через точку после номера комплекса. Существуют следующие группы:

0. Основные положения.

1. Термины, определения, классификации.

2. Показатели качества природной среды. Параметры загрязняющих выбросов и сбросов, показатели интенсивности использования природных ресурсов.

3. Правила охраны природы и рационального использования природных ресурсов.

4. Методы определения параметров состояния природных объектов и интенсивности хозяйственного воздействия.

5. Требования к средствам контроля и измерения состояния окружающей среды.

6. Требования к устройству аппаратуры и сооружений по защите окружающей среды от загрязнений.

7. Прочие стандарты.

Далее в номенклатуре стандарта через точку идёт порядковый номер стандарта в группе, а через тире – год принятия стандарта.

Например: ГОСТ 17.1.1.16-91 это стандарт «Охрана природы – Гидросфера- Термины и определения -16 – номер стандарта в группе, 91 – год принятия стандарта».

Контроль и управление качеством атмосферного воздуха.

Основным показателем, использующимся для контроля и управления качеством атмосферного воздуха является ПДК

Для воздушной среды существует раздельное нормирование концентрации вредных веществ.

1. Для производственных помещений -ПДК_р.з- рабочей зоны.

2. Для населенных пунктов – ПДК_а.в.- атмосферного воздуха

ПДК_р.з –это концентрация, которая при ежедневной работе в течение всего рабочего стажа не может вызвать заболеваний или отклонений состояния здоровья, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего или последующих поколений.

Рабочая зона- это пространство высотой до 2м над уровнем пола или площадки, на которых расположены рабочие места.

ПДК_а.в – это максимальная концентрация примесей в атмосфере, отнесенная к определенному времени усреднения, значение которых при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывают на него вредного влияния, включая отдаленные последствия.

ПДК_а.в бывает 2х типов:

-макс разовая

средне.суточная

ПДК_м.р - это максимальная концентрация, присутствие которой допустимо не более 30 минут в сутки. ПДК_с.с- это средняя концентрация, допустимая в течение суток.

ПДК_р.з> ПДК_м.р> ПДК_с.с

Если в воздухе присутствует одно загрязняющее вещество, то должно соблюдаться условие: , где с_i и ПДК_i – соответственно концентрация и ПДК i-го загрязняющего вещества.

Эффект суммации – это однонаправленное неблагоприятное воздействие на организм нескольких разных веществ. В таком случае говорят, что вещества входят в одну группу суммации.

Существует несколько десятков групп суммации, в одну из которых, например, входят фенол и ацетон, а в другую аммиак, диоксид азота и оксид серы.

Если в воздухе присутствуют несколько веществ, входящих в одну группу суммации, то должно соблюдаться условие: , где n – количество веществ, входящих в группу суммации.

Фоновая концентрация С_Ф – это концентрация загрязняющего вещества, без учёта вклада исследуемого источника или группы источников загрязнения.

С учётом С_Ф , неравенство преобразуется к виду: |

В том случае, когда мы имеем несколько источников выброса, которые загрязняют атмосферу одним и тем же веществом, то на территории предприятия должно соблюдаться следующее соотношение: , где N – количество источников выброса, С_i – концентрация выброса i-го источника текущего.

Неравенство для населённого пункта имеет вид: , где С_imax – максимальная концентрация выбросов i-го источника.

Расчёт предельно допустимого выброса вредного вещества в атмосферу.(ПДВ)

Пусть есть точечный источник выброса, и скорость ветра направлена вдоль оси X

Нарисуем график зависимости концентрации загрязняющего вещества по оси факела выброса от расстояния до источника выброса. -максимальная точка кривой,

где -максимальная приземная концентрация, а - опасное расстояние. Расчёт ПДВ состоит из нескольких этапов:

1. этап - расчёт максимальной приземной концентрации. Формулы различаются для горячего и холодного выбросов загрязняющего в-ва.

а) (горячий выброс), где A - безразмерный параметр, зависящий от температурного режима атмосферы. Определяется по специальным таблицам, для Н.Новгорода A=160. M – мощность источника выброса или количество вредного вещества, выбрасываемого в единицу времени. F - безразмерный коэффициент, зависящий от скорости оседания вредного вещества. Определяется по спец таблицам. m и n- параметры, определяемые условиями выхода газовоздушной смеси из устья источника, н-р, преобладающей скоростью ветра.

- безразмерный параметр, зависящий от рельефа местности. H [м]– высота источника выброса.

- разность между температурой выброса газа и температурой окружающего воздуха. - объёмный расход газовоздушной смеси.

Для источника с круглым устьем, , где Д[м] - диаметр устья источника, а – линейная скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника.

Если источник имеет прямоугольное устье размером axb, то считается эквивалентный диаметр,

2) (холодный выброс). То