Глава 7. Негативные факторы в системе «человек- среда обитания» и защита от них.

За последние сто лет человек своей активной антропогенной деятельностью изменил свою естественную среду обитания. Развитие современной промышленности происходит за счет потребления ресурсов. При этом образуется и накапливается большое количество промышленных и бытовых отходов.

Рост загрязнения окружающей среды происходит за счет загрязнения атмосферного воздуха, воды, почвы. Загрязненный воздух является основным негативным фактором в системе «человек – среда обитания». Во-первых, потому, что без воздуха человек просто не может существовать, во-вторых, потому, что выброшенные в атмосферу загрязняющие вещества рано или поздно попадают в почву и воду.

Поступающие в атмосферу промышленные загрязнители в виде твердых частиц, в виде пара, капель жидкости и газов изменяют физические и химические свойства воздуха, загрязняет его токсическими веществами, патогенными микроорганизмами, пылью. Так с выбросами в атмосферу предприятий химической, нефтеперерабатывающей промышленностей, предприятий цветной металлургии в воздух попадают оксиды серы, оксиды азота, хлор, ароматические углеводороды, фтор, ртуть, свинец хром, кадмий, красители и другие вредные вещества. С выбросами биохимических заводов аминокислоты, антибиотики, белок и другая органическая пыль. В крупных промышленных центрах, где размещены химические предприятия, канцерогенные вещества составляют до 80% от общего количества загрязнений атмосферного воздуха. Загрязненный атмосферный воздух негативно влияет на здоровье человека, условия жизни и работы, на микроклимат и световой климат населенных мест. Так, по статистике только 15% городского населения России проживает на территории с незагрязненной атмосферой.

Постоянное загрязнение атмосферного воздуха приводит к возникновению глобальных проблем в экологии. Это кислотные дожди, потепление климата, возникновение озоновых дыр.

Серьезная проблема заключается в загрязнении воды, особенно пресной. Одним из крупных потребителей воды в городах являются промышленные предприятия. На их нужды может расходоваться до 50-70% общего суточного расхода воды населённого пункта (города). В результате промышленной деятельности и роста сброса сточных вод усиливается загрязнение водоемов, а при захоронении токсических и патогенных веществ в землю возможно загрязнение подземных вод. Растворимые в воде вредные органические соединения, попавшие на поверхность почвы с промышленными выбросами, фильтруются почвой и также поступают в подземные воды. Со стоками в водоёмы попадают нефтепродукты, красители, фенолы, диоксины, нитраты, поверхностно-активные вещества, тяжёлые металлы и т.п. Большинство этих веществ обладают кумулятивным токсическим действием и употребление такой воды для питья опасно для человека, а также для всех живых организмов, обитающих в воде. Поверхностно-активные вещества и масла уменьшают способность воды растворять атмосферный кислород, что создаёт благоприятные условия для гниения в водоёмах.

Вокруг крупных предприятий химической промышленности интенсивному загрязнению подвергается почва. Загрязнение почвы происходит также при добыче ископаемых, создании отвалов. Выброс твердых химических веществ в атмосферу, особенно тяжелых металлов и канцерогенов приводит к их оседанию в непосредственной близости от источника. Загрязнение почвы существенно снижает её плодородие, неизбежно ведёт к деградации среды обитания человека. Изменив окружающую среду человек стал заложником своей деятельности. Существуют болезни, связанные с производственной средой, которые типичны для промышленно развитых стран, особенно для больших городов –крупных промышленных центорв. Это заболевания органов дыхания, сердечно-сосудистой и нервной систем, онкологические заболевания. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) здоровье зависит от экологических факторов. На их «долю» в формировании здоровья человека приходится примерно 20%.

Активная антропогенная деятельность, связанная с интенсивным воздействием на окружающую среду, приводит к падению эффективности этой деятельности, поэтому в обществе сформировалось представление о единстве экономических и экологических интересов. Существует концепция создания антропоэкологических инфраструктур. Основная цель таких структур заключается в обеспечении экологически устойчивой ситуации и постоянного уровня выбросов, не превышающих ресурса природы к самовостановлению. Существует два пути сокращения давления на окружающую среду. Во первых – это блокирование вредного воздействия производств методами планировки и благоустройства, с целью избежать избыточной конценрации промышленности в городах. Во вторых, технологические и технические мероприятия, направленные на совершенствование производства, создание новых типов энергоисточников. Это разработка безотходных технологий, без сточных вод и газовых выбросов. Внедрение технологий очистки, позволяющих многократно использовать воздух и воду.

Технологии по очистке сточных вод и газовых выбросов хорошо отработаны и при наличии финансовых средств проблем не вызывают.

Основные способы борьбы с выбросами в атмосферу осуществляют по следующим направлениям:

• рассеивание примесей в атмосфере;

• применение замкнутых процессов (систем) или улавливание загрязнений в очистных аппаратах.

При необходимости можно использовать сочетание обоих способов.

Для обеспечения рассеивания химических веществ и загрязнений используют дымовые трубы. Высоту трубы в конкретной ситуации определяют исходя из технических характеристик выброса (температуры, скорости истечения потока, концентраций загрязненителей), топографии местности, метеорологических условий.

Лучшим способом защиты атмосферы от выбросов являются воздухоочистители.

Так, для взвешенных частиц используют инерционные пылеулавители (например, циклоны) и фильтры (например, рукавные), элекрофильтры и мокрые пылеулавители (скрубберы).

Для газообразных загрязнителей : мокрые уловители (скрубберы), адсорбционные установки, дожигатели, работающие на по принципу открытого огня (термического сжигания) или каталитические реакции (каталитическое окисление).

Для очистки сточных вод используют следующие методы:

Физические процессы. Они предназначены для удаления нерастворимых загрязняющих веществ и включают следующие этапы:

Предварительная фильтрация используется для удаления крупных твердых частиц и песка в пескаловках, сбора и удаления неэмульгирующихся жиров и нефтепродуктов в сепараторах.

Затем сточные воды подвергаются отстаиванию, флотации и коагуляции.

Эти методы используют для очистки от взвешенных частиц и они основаны на различии в плотностях частиц и потоках сточных вод. Физические методы очистки позволяют довести степень очистки сточных вод до 60%.

Биологические процессы используют для разложения загрязняющих веществ, которые удаляют при помощи микроорганизмов. Эти микроорганизмы сбраживают загрязняющие вещества в ходе аэробного (с подачей атмосферного кислорода) или анаэробного (без подачи атмосферного кислорода) процесса в результате чего образуется вода, газы (диоксид углерода, метан) и твердая нерастворимая микробная масса, которую отделяют от сточной воды. Биологические методы позволяют довести степень очистки до 90%.

Для удаления загрязнений не поддающихся биохимическому разложению, таких как фенолы, красители, медь, ртуть, никель, фосфаты, фториды, нитраты, цианиды используют физико-химические, химические, физические способы, а именно:

Отстаивание, когда специальные химические реагенты превращают загрязняющее вещество в нерастворимый агент. Этот метод обычно используется для неорганических загрязнителей таких как хром, никель, медь, находящихся в сточных водах.

Химическое окисление. Органические загрязнители окисляются реагентами до тех пор, пока в качестве конечных продуктов не получат воду и углекислый газ.

Адсорбция. Для очистки органических загрязнителей (фенолов, красителей) используют активированный уголь.

Ионообмен. Обратный осмос.

Эти, так называемые «третичные методы» очистки позволяют довести степень очистки сточных вод до 98%.