осферних забруднень
відносять: аерозольне, шумове,
електромагнітне, радіаційнеАтмосфері.
Аерозольне забруднення. Аерозолі - це тверді чи рідкі мікроскопічні частини, що знаходяться у завислому стані в атмосфері. Тверді компоненти аерозолів техногенного походження - це продукти діяльності теплових електростанцій, збагачувальних фабрик, металургійних, магнезитових, цементних, еажевих заводів .^Промислові відвали також є постійним джерелом аерозольного забруднення. Вони відрізняються великою різноманітністю хімічного складу. Розрізняють пасивні та активні аерозолі в залежності від їх дії на організм людини. Пасивні аерозолі акумулюються на стінках органів дихання і можуть викликати ряд захворювань при певних концентраціях. Активні аерозолі залучаються до процесу кровообігу і є більш небезпечними для людського організму, тому що можуть викликати різноманітні захворювання, потрапляючи в клітини організму людини.
5 За певних погодних умов в приземних шарах атмосфери відбуваються особливо значні скупчення газоподібних і аерозольних домішок, які отримали назву смогівГ)
Розрізняють туманний та фотохімічні смоги.
Туманний смог (лондонського типу) формується в приокеанічних кліматичних областях, коли наявні тумани затримують в собі газові та аерозольні викиди, утворюючи високу концентрацію забруднювачів як первинного, так і вторинного походження. Має підвищений вміст сажі, оксидів карбону. Утворюється при високій вологості повітря (100 %) і низький температурі (0°С). На Україні спостерігається у приморський зоні.
Фотохімічний смог (лос-анджелеського типу) формується в тропічних областях посушливого клімату з частою сонячною антициклональною погодою. В результаті фотохімічних реакцій утворюються багатокомпонентні суміші газів і аерозольних частинок первинного і вторинного походження (озон, оксиди азоту, сірки, органічні перекиси) - фотооксидантів. Виникає під дією сонячного світла на вуглеводні і проявляється у вигляді білого туману з неприємним запахом. Утворюється при температурі понад 30°С, при значній кількості автотрансторту. На Україні зустрічається у Запоріжжі, Дніпропетровську, Донецьку, Ялті.
Льодяний смог - складений з дрібних кристалів льоду, які утворюють білий туман. Він характерне для північних широт де температура нижче за -30° С.
Смоги вкрай небезпечні за своєю фізіологічною дією для органів дихання, кровоносної системи. .
Кислотний дощ - кислі атмосферні опади, що мають рН менше 5,5. Основними чинниками цього дощу є пари кислот, оксиди нітрогену, сульфуру] їх природними джерелами є вулканічні виверження, пожежі, діяльність ґрунтових бактерій, а антропогенними - транспорт, ТЕС, металургійні комбінати, хімічні підприємства. Наслідком випадіння кислотних дощів є:
зниження рН поверхневих вод і грунтів та посилення міграції важких металів;
зниження інтенсивності фотосинтезу у рослин;
деградація лісу;
опіки; —.
загибель гідробіонів і фітоценозів, з
До специфічних атмосферних забруднень належить радіаційне - радіоактивними аерозолями, які поступають в атмосферу з ядерними вибухами, аваріями на об'єктах атомної енергетики, утилізації і переробки відпрацьованого ядерного палива, військових конфліктах тощо.
Продукти радіоактивного забруднення в залежності від часу з моменту викиду до моменту осідання поділяють на три типи:
Ближні або локальні випадання відносно більших радіоактивних частин під дією сили тяжіння на протязі 1-2 діб. Вважають, що при наземних ядерних вибухах на локальні припадає до 80% радіоактивності.
Проміжні або тропосферні випадання представлені дрібними аерозольними частинками, які формуються на висотах 11-16 км. На них припадає до 5 % радіоактивності.
Глобальні або стратосферні випадання найдрібніших радіоактивних частинок потрапляють в стратосферу на висоту до 30 км. До 70 % їх випадає з дощами.
В подальшому атмосферна радіація поступає в грунти, водні розчини, живі організми.
Радіоактивні забруднення викликають ракові захворювання та захворювання генетичного апарату людини.
Шумове забруднення атмосфери - одна з форм хвильового, фізичного забруднення, адаптація організму до нього є неможливою. Інтенсивність шумового забруднення (тиску) вимірюється в децибелах (дБ). Шуми інтенсивністю 30-80 дБ не наносять шкоди людському організму. Водночас шуми інтенсивністю 85 дБ і більше призводять до фізіологічних і психологічних негативних наслідків на нервову систему, сон, емоції, працездатність.
Особливою шумопоглинаючою здатністю наділені рослини. Насадження клена, тополі, липи поглинають від 10 до 20 дБ звукових сигналів. Густа жива загорожа здатна зменшити шум автотраси у 10 разів.
Електромагнітне забруднення особливо відчутне в умовах міських поселень, де рівень електромагнітних полів в сотні раз перевищує рівень природних полів. Напруга електромагнітних полів (ЕМП) в 1000 в/м викликає несприятливий вплив ЕМП на людський організм, який проявляється у порушенні нервової системи, ендокринного апарату, обмінних процесів.
Відходи виробництва - це залишки сировини, матеріалів і напівфабрикатів, що утворюються в процесі виробництва^ частково або повністю втратили свою властивість і не відповідають стандартам виробництва] Виробник відходів - фізична або юридична особа, чия діяльність зумовлює утворення відходів.
Причиною утворення відходів є переважно господарська діяльність людини, внаслідок якої порушені складні взаємозв'язки між компонентами біосфери, що здійснюються в рамках колообігу хімічних елементів та обміну енергією, і формувалися впродовж тривалого часу.
^Найбільшими постатчальниками відходів є гірничодобувний і гірничозбагачувальний комплекси, металургійна, хімічна та енергетична галузі промисловості^
У результаті спалювання кам'яного вугілля із золою та димовими газами у довкілля потрапляє окремих хімічних елементів більше , ніж видобувається з надр:
магнію - у 1,5 раза;
урану та титану - у 10 разів;
меркурію - у 50 разів;
літію, ванадію, стронцію, цирконію - у сотні разів; германію та галію - у тисячі разів.
Щороку кородує 10-25 % виплавленого заліза.
Під час добування та переробки металевих руд із них вилучають переважно один компонент, вміст якого коливається в широких межах (у залізній руді концентрація феруму досягає 60 %, тоді як уранові руди мають промислове значення за вмістом урану лише 0,1 %), а решта добутої руди - відходи, що скидаються у відвали. На 1 т металу припадає така кількість відходів, т:
заліза - 1;
міді - 200;
молібдену і вольфраму - до 2000.
За даними Міністерства охорони природного середовища, відвали в Україні займають площу близько 55 тис. га, в яких зосереджено понад 20 млрд. т промислових відходів. Багато з них містять цінні компоненти (у відходах гальванічних, радіотехнічних, електроннотехнічних виробництв вміст окремих металів вищий, ніж у сировині, причому покладів їх в Україні немає).
Гірничорудна промисловість України використовує лише 12 % добутої гірської маси, той
як у розвинених країнах - близько 66 %.
У Кривбасі накопичилося понад 4 млрд. м3 відходів гірничої промисловості, з яких отруйні речовини потрапляють навіть у Чорне море. Загальне скидання забруднених вод досягає 60 млн. м3/рік; вилучено з обігу 70 тис. га родючих земель; підтоплено і засолено 100 км2 прилеглих до місць розробок корисних копалин територій.
Спектр відходів різний за кількістю, агрегатним станом, токсичністю, впливом на біосферу, рослинний і тваринний світ, здоров'я людини.
Накопичення відходів небезпечне для людства, оскільки у відходах зростає частка матеріалів, які дуже повільно руйнуються у довкіллі: скло зберігається до 1000 років; пластмаса - 500 років; поліетилен - 200 років; консервні металеві бляшанки - до 100 років;
папір-2-10 років. _
Класифікація відходів. ЕдиноїСкшасифікадй відході^ немає, тому Тх розподіляють за кількома принципами:
за галузями, де вони утворюються - побутові, сільськогосподарські, промислові, каналізаційні;
за конкретними виробництвами - відходи ТЕС, трикотажної фабрики, коксохімічного заводу тощо;
за агрегатним станом - газоподібні, рідкі, тверді;
за тоннажністю - велико- чи малотоннажні; за ступенем використання;
за цінністю компонентів; за впливом на довкілля. ) Найчастіше відходи класифікують на основі джерела утворення та з урахуванням їх особливостей: побутові, промислові, сільськогосподарські, будівельні, відходи споживання - вироби і машини, які втратили свої споживчі властивості внаслідок фізичного чи морального спрацювання, радіоактивні, токсичні.
Токсичність відходів. Токсичність - це міра несумісності речовин із життямСНині існує багато класифікацій небезпечності і токсичності відходів уа інших екотоксикантів: за показниками небезпечності - 4 класи;
за небезпекою при різних шляхаха потрапляння в організм - 8 класів; за силою подразнювальної дії - 10 класів;
за ступенем кумуляції (накопичення ефекту) - 5 класів; ^ - за видом дії - 4 класи тощо.
Є3 метою оцінки небезпечності відходів використовують класи небезпечності:
клас - вибухові речовини - тринітротолуол, піроксилін;
клас - вогненебезпечн^ази і пари;
клас - вогненебезпечні рідини - бензин, бензол, діетиловий ефір;
клас - вогненебезпечні тверді речовини, що мають здатність до самозаймання - вугільний пил, тирса. Сюди з належать речовини, які виділяють під час взаємодії з водою вогненебезпечні гази (карбіди - метаніди та ацетиленіди металів утворюють горючі вуглеводні - метан та ацетилен);
клас - речовини, які виділяють кисеньі можуть спричинити спалах чи сприяти займанню інших матеріалів (нітрат, хлорат та перманганат калію);
VI клас - отруйні та інфікуючі речовини - сполуки арсену, меркурію;
VII клас - речовини або відходи, які в разі витікання спричиняють корозію інших вантажів чи транспортних засобів - неорганічні та органічні кислоти, солі сильнихкислот і слабких основ, які у водних розчинах гідролізують (хлориди алюмінію і феруму (III));
VIII - речовини, здатні при контакті з повітрям чи водою виділяти токсичні речовини і викликати гострі чи хронічні захворювання у разі потрапляння в організм людинй^
Ькотоксичні речовини, які у природному середовищі здатні до оюакумуляц» і негативно
впливають на живі організми (важкі метали, пестициди) класифікують згідно з ГОСТ 12.1.007-76. . Коротка характеристики різних типів відходів. ^хії ти пи і-іе-к^^
(Побутові відходи - це все те, що викидається з житлових будинків і установ - харчові відходи, спрацьована техніка, старі газети і журнали, консервні бляшанки, старий мотлох тощо?}
Приблизний склад міських твердих відходів такий, %: папір - 41, харчові відходи - 21, скло - 12, залізо та його сплави - 10, пластмаса - 5. деревина - 5, гума та шкіра - 3, текстиль - 2, алюміній - 1, інші матеріали - 0,3.
Майже до 1960-х років більшу частину побутових відходів вивозили за межі міста і спалювали на відкритих майданчиках; згодом звалища сміття влаштовували в природних кар'єрах, заболочених низинах, які потім засипали землею і асфальтували, влаштовуючи рекреаційні зони. Пізніше почали вводити в експлуатацію сміттєспалювальні заводи, які забруднювали повітря через відсутність очищення димових газів.
Сортування відходів (скло, метали, папір, пластмаси) дає змогу отримати після переплавлення корисні продукти і збільшити теплотворну здатність побутових відходів.
Перша фабрика для спалювання сміття була збудована в 1870 р. у Лондоні. Де з'явилася і електростанція, яка працювала на енергії, що виділяється внаслідок спалювання сміття.
У 1997 р. в німецькому місті Вюрті побудований сміттєспальвальний завод, в якому відбувається практично безвідходний і екологічно чистий процес: нагрівання до 400° С і подальше спалювання при 1300° С, за якого 90 % відходів згоряє, а 10 % (твердий залишок) містить кольорові (немагнітні) метали, переважно алюміній, магнітні матеріали (залізо), камені, скло, кераміку, гранульований шлак. Лише 0,3 % початкової кількості побутових відходів захоронюють на сміттєвих полігонах. Димові гази зазнають багатоступінчастого очищення і вміст шкідливих речовин у них значно нижчий за європейські норми. Теплота переробляється на електоенергію.
Захоронюють сміття на полігонах, однак полігони ПТВ становлять значну небезпеку для довкілля, оскільки:
у разі їх розмивання атмосферними опадами в грунт, грунтові води та повітря потрапляють забрудники, що містилися у відходах (важкі метали, пестициди, мийні засоби тощо) чи утворилися під час їх зберігання;
в них можуть міститися збудники гепатиту, туберкульозу, шкірних захворювань тощо; під час гниття виділяються сморідніі токсичні гази: меркаптани, гідрогеносульфур, оксиди карбону, сульфуру, нітрогену; - на них розмножуються гризуни, ними живляться інші тварини, які є збудниками чи носіями небезпечних захворювань;
забруднення може потрапляти в рослини, а потім із ними - в організм людини. Сільськогосподарські відходи - це відходи рослинництва і тваринництва, насамперед солома, стебла кукурудзи, соняшнику, гній з фермГ]
Нині солому часто спалюють на полях, тоді як вона, здобрена різними домішками, - корм для худоби; сировина для одержання паперу та цукру, сорбент нафтопродуктів та катіонів важких металів зі стічних вод. Кукурудза після облущування зерна (стебла та качани) залишається цінною сировиною. Переробляючи її стебла одержують папір, будівельний та звукоізоляційний картон тощо. Качани кукурудзи використовують у хімічній промисловості.
Рідкими відходами тваринницьких ферм є стічні води, що утворюються після прибирання приміщень, твердими - гній та підстилка. Один комбінат на 1000 тварин дає 260 т гною на добу. Перегній у чистому вигляді та в складі компосту використовують в альтернативному землеробстві як цінне органічне добриво.
/"Промислові відходи. За агрегатним станом їх порділяють на тверді, рідкі та газоподібні. Найістотнішими джерелами твердих відходів є гірничо-збагачувальні комплекси, вугільна, металургійна, хімічна промисловість, ТЕС] Пусті породи, металургійні шлаки, золи тощо займають величезні території, з яких під дією вітру чи атмосферних опадів потрапляють у грунт, поверхневі й грунтові води, забруднюючи значні територій роблячи їх малопридатними для землеробства.
Срідкі відходи - це здебільшого стічні води промислових підприємств} Вони МІСТЯТЬ широкий спект забрудників. Стічні води металургійних підприємств містять у великих концентраціях важкі метали, нафтопродукти; керамічні заводи - глинисті часточки, барвники,
метали; заводи з обробки шкір - хром, таніни, сульфіди, барвники. Рідкі відходи утворюються і в атомнш енергетиці.
/Газоподібні відходи - викиди підприємств, які через димові труби надходять в атмосферу. Основними забрудниками повітря є оксиди нітрогену, сульфуру, карбону, вуглеводні, озон. Значний внесок у забруднення повітря роблять металургійна промисловість, енергетика.
/Транспорт.
Каналізаційні відходи - це шлам, який утворюється в процесі очищення стійчних побутових вод на станціях водоочищення. Він збагачений органічними речовинами, біогенними елементам^(нітрогеном, фосфором, калієм, кальцієм тощо). Основними способами позбавляння від каналізаційних відходів є: затоплення в океані, складування за містом, спалювання (Франція, Канада, Іспанія, Росія), використання як добрива (широкому застосуванню перешкоджають неестетичний вигляд, неприємний запах, небезпечність споживання продуктів на удобреному в такий спосіб грунті через наявність у шламі яєць гельмінтів).
(^Радіоактивні відходи. Джерелами цих відходів можуть бути АЕС, заводи з одержання ядерного палива, радіохімічні заводи, де виділяют^радіоактивне паливо з ТВЕЛів (тепловидільних елементів), лабораторії, що використовують радіонукліди під час досліджень] Усього в світі експлуатується приблизно 430 ядерних реакторів у 25 % країн світу. Найбільшу частку електроенергії виробляють АЕС у Франції (75 %), Україні (50 %), Німеччині (31 %), Японії (23 %). Перший ядерний реактор почав діяти в 1944 р. в Хенфорді (США).
Металеві контейнери, що використовуються для затоплення радіоактивних відходів, руйнуються у морській воді через 10 років (швидкість залежить від матеріалу контейнера, підводних течій, наявності металів-прискорювачів корозії), бетоновані - через 30 років.
У звичайних реакторах ядерним паливом є 235ТІ, у бридерах (реакторах на швидких нейтронах) значно поширеніший у земній корі 2зг\] перетворюється на плутоній, ефективність останніх у 70 разів вища, але кількість відходів також вища; плутоній у 1000 разів небезпечніший від урану; в бридері замість води теплоносієм є рідкий натрій - пожежо- і вибухонебезпечна речовина.
Для знешкодження рідких відходів АЕС, які належать до мало- та середньоактивних, використовуються методи: термічні - дистиляція та випаровування; сорбційні з використанням катіонів та аніонів; мембранні - електродіаліз, ультрафільтрація, зворотний осмос.
Концентрат, що має високу активність, переводять у твердий стан (способом сплаву зі склом, асфальтом, змішуванням з бетоном тощо) і захоронюють.
Контейнери з твердими радіоактивними відходами захоронюють у шахтних виробітках; на дні океану; у соляних відпрацьованих шахтах, враховуючи умови зберігання.
Поблизу не має бути населених пунктів чи родовищ корисних копалин, матеріал контейнерів має витримувати високі тиск, температуру, дію агресивного середовища, зона захоронення не може перебувати у сейсмічно активних районах.
Відходи деревообробки і целюлозно-паперових виробництв. З усього світового споживання деревини (2,3-2,5 млрд. м3) 50 % йде на потреби промисловості, 48,6 % використовують як паливо. Україна належить до лісодефіцитних країн (залісненість 14,2 %), проте втрати при заготівлі деревини досягають 40 %.
З метою економії деревини і зменшення обсягів відходів у світі існує тенденція збільшення частки макулатури у виробництві паперу. Одержання паперу з макулатури зменшує витрати енергії на 60 %, забруднення повітря на 15 %, води на 60 %.
Гумові відходи на 90 % складаються зі спрацьованих шин транспорту, які біологічно практично не руйнуються. Частину їх реставрують, решту перетворюють на кришиво і використовують як сорбент важких металів зі стічних вод, паливо, для виготовлення гумової фанери, ізоляційних матеріалів, у шляховому будівництві тощо.
Виготовлення скла зі склобою обходиться у 6 разів дешевше, ніж із кварцевого піску. З битого скла одержують тепло- і звукоізоляційні матеріали, мелене скло іде на виробництво наждачного праперу. Склобой із додаванням глини - матеріал для керамічних плит.
Зберігання і переробка відходів. Зберігання відходів може бути різним в залежності від кількості відходів, наявності площ для зберігання, концентрації цінних компонентів та токсичних речовин, можливості повторного ьвикористання. Найменш небезпечні відходи зберігають у
звалищах чи шламосховищах за умови забезпечення контролю за станом прилеглих територій; токсичні відходи залежно від хімічної природи токсикантів попередньо знешкоджують; радіоактивні переводять у стан, в якому вони завдають найменшої шкоди довкіллю, і захоронюють.
Відповідно до класу небезпечності відходів, які утворюються в технологічному процесі, їх розміщують у різній тарі: металевих контейнерах (І клас небезпеки), поліетиленових мешках (II клас небезпеки), паперових мішках (III клас небезпеки), відходи IV класу зберігають на майданчику у вигляді конусоподібних куп. Кожне підприємство має розробити інструкцію зі збирання, зберігання та транспортування відходів, інструкцію з техніки безпеки, протипожежної профілактики ьта виробничої санітарії для персоналу, який має контакт з відходами.
Іммобілізація небезпечних відходів заснована на закріпленні, фіксації або хімічному зв'язуванні екологічно небезпечних речовин, які містяться у відходах. Цього досягають хімічним перетворенням небезпечних речовин у нешкидливі або нерозчинні, міцні форми. З цією метою проводять:
компактування небезпечних відходів - зв'язування їх у стійкі в довкіллі моноліти та гранули з бітумами, полімерними матеріалами, склом, цементом;
депонування (включення) в процесі виробництва будівельних матеріалів (цегли, кераміки, бетону), дорожного покриття тощо.
Обробка відходів - здійснення будь-яких технологічних операцій, пов'язаних зі зміною фізичних, хімічних чи біологічних властивостей відходів із метою підготовки їх до екологічно безпечного зберігання, перевезення, утилізації чи видалення.
Знешкодження відходів - усунення або зменшення небезпечності відходів механічними, фізичними чи біологічними методами обробки.
Поховання відходів - остаточне розміщення відходів у спеціально відведених місцях чи об'єктах таким чином, щоб їх шкідливий вплив на довкілля та здоров'я людей не перевищував установлених норм.
Першочерговій утилізації, знешкодженню та похованню підлягають:
шлами гальванічного виробництва, що містять важкі метали, ціаніди, нітрати; відходи органічного синтезу та нафтопереробки;
пестициди та лікарські препарати, термін зберігання яких перевищив нормативний; шлами станцій очищення стічних вод;
забруднені грунти полігонів, де захоронені токсичні та радіоактивні відходи.
За хімічним складом відходів їх доцільно поділити на групи:
горючі відходи, що їх знешкоджують чи утилізують термічними методами;
негорючі відходи, що утилізують іммобілізаційними методами;
високотоксичні відходи та пестициди, які знешкоджують фізико-хімічними методами; відходи, що містять цінні компоненти, які попередньо вилучають.
Шляхи зменшення кількості відходів. Існує багато способів, які дають змогу скоротити обсяги промислових, сільськогосподарських та побутових відходів. Одні дають змогу повніше вилучати цінний компонент, інші - раціональніше його використовувати або утилізувати утворені відходи. А саме:
повторне використання відходів (наприклад, цементний пил йде на виготовлення залізобетонних плит). У разі використання відходів як вторинної сировини розглядають кілька аспектів: вміст цільового компонента, кількість і можливість постійного надходження, вартість перевезень, наявність отруйних сполук, необхідність додаткових операцій;
комплексна переробка відходів - це максимальне використання не лише цільового компонента, а й решти складників сировини з метою зменшення відходів та економії. Наприклад, під час добування міді з руди вилучають ще понад 20 компонентів: цинк, свинець, золото, срібло, молібден, рідкоземельні елементи;
біометалургія - базується на здатності окремих видів живих організмів вилучати і концентрувати в своєму тілі певний хімічний елемент. Наприклад, водяні організми асцидії можуть накопичувати ванадій (до 60 % сухої маси тіла). З метою добування цього металу створюють ферми, де живуть і розмножуються асцидії. З їхнього попелу і вилучають ванадій;
ґгґґ/ім'лґ/тґ — сучасні технології дають змогу вплугатп я руд лпнго "1-5
гноїлися 1ЛСПЄИл цільового компоненту, решта добутого йде у відходи, а завдяки діяльності бактерій, які вилучають з руд залізо, уран, мідь, свинець, кадмій, срібло, платину тощо, можна розробляти бідні руди і на великих глибинах;
наземна геотехнологія - ставить своїм завданням раціоналізацію поверхневого стоку, поповнення запасів ґрунтових вод, насадження лісосмуг, створення підземної урбанізації - підземних гаражів, заводів, складів. З метою зменшення кількості відходів доцільно створювати ткриторіально-промислові комплекси, де відходи одного виробництва є сировингою для іншого;
маловідходні технології - це такий спосіб виробництва продукції на підприємствах, територіально-виробничих комплексах, за якого негативний вплив на довкілля не перевищує рівня, допустимого санітарно-гігієнічними нормами; при цьому частина сировини і матеріалів переходять у відходи, які направляють на тривале зберігання чи захоронення.
До цього часу ще практикують захоронення відходів у глибоководних зонах океану та експорт в інші країни.