Вопрос 40. Нарушение озонового слоя

1. Предназначение озонового экрана.

2. «Озоновые дыры».

3. Происхождение «озоновых дыр».

4. Фреоны.

5. Монреальский протокол по запрету ОРВ.

6. Факторы, разрушающие озоновый слой.

1. Высоко над Землей, в стратосфере, содержится сравнительно мало известный газ, важный для жизни. Этот газ — озон. Каждая молекула озона состоит из трех атомов кислорода. Озон в стра­тосфере поглощает больше 99% ультрафиолетового излучения, идущего от Солнца.

Слой озона, или озоновый экран расположен на высоте около 25—45 км. Этот экран предназначен защищать все живое на Земле от жесткого ультрафиолетового излучения. Живые орга­низмы весьма уязвимы для ультрафиолетового излучения, ибо энергии даже одного фотона из этих лучей достаточно, чтобы разрушить химические связи в большинстве органических мо­лекул. Не случайно, поэтому в районах с пониженным содер­жанием озона многочисленны солнечные ожоги, наблюдается увеличение заболевания людей раком кожи и др. Установлено также, что растения под влиянием сильного ультрафиолетового излучения постепенно теряют свою способность к фотосинте­зу, а нарушение жизнедеятельности планктона приводит к раз­рыву трофических цепей биоты водных экосистем и т. д.

2. Насыщенность атмосферы озоном постоянно меняется в лю­бой части планеты, достигая максимума весной в приполярной области. Впервые истощение озонового слоя привлекло вни­мание широкой общественности в 1985 г., когда над Антаркти­дой было обнаружено пространство с пониженным (до 50%) со­держанием озона, по площади соизмеримое сконтинентальной частью США, получившее название "озоновой дыры".

Позднее блуждающие "озоновые дыры", меньшие по площади и не с таким значительным снижением содержания озона, ста­ли наблюдаться в зимнее время и в Северном полушарии, над Гренландией, северной Канадой и Якутией. Результаты изме­рений подтверждают повсеместное уменьшение озонового слоя практически на всей планете.

3. Наука еще до конца не установила, каковы же основные про­цессы, нарушающие озоновый слой. Ученые выдвинули ряд гипотез, как о естественном, так и о техногенном происхождении "озоновых дыр".

Ряд ученых настаивают на естественном происхождении "озо­новых дыр". Причины их возникновения одни видят в естествен­ной изменчивости озоносферы, циклической активности Сол­нца; другие связывают эти процессы срифтогенезом и дегаза­цией Земли.

Техногенное происхождение "озоновых дыр" объясняют попадани­ем в верхние слои атмосферы техногенного хлора, фтора и других атомов и радикалов, способных активно присоединять атомар­ный кислород, тем самым конкурируя с реакцией: О + O₂ = O₃.

Так, "озоновые дыры " связывают с тем, что занос активных га­логенов в верхние слои атмосферы опосредован летучими хлор-фторуглеродами типа фреонов.

4. Фреоны — галогенизированные углеводороды, смешанные хлорофториды метана и этана. Фреоны широко применяются впромышленном производстве и в быту (хладагенты в холодильни­ках и кондиционерах, растворители, распылители, аэрозольные упаковки). Фреоны сами по себе не токсичны, инертны, весьма стойки и за счет турбулентных движений с потоком воздуха попадают в стратосферу, где распадаются под действием сол­нечного УФ с образованием свободного хлора.

Атомы хлора не сразу вступают в цепную реакцию разрушения озона. Они реагируют с озоном, образуя оксид хлора. Радикалы ClO реагируют друг с другом с образованием относительно стабильного димера ClO — OCl, молекулы которого висят в воз­духе, дожидаясь возвращения Солнца.

Когда наступает антарктическая весна и становится светло, солнечная радиация разрушает димер ClO — OCl, освобождая чрезвычайно реакционноспособный хлор, который начинает взаимодействовать с озоном. Концентрация озона в течение не­скольких недель резко падает. По некоторым оценкам, исчеза­ет более 97% озона.

Вернувшееся солнечное тепло постепенно рассеивает вихрь во­круг полюса, позволяя южному полярному воздуху снова пере­мешиваться. Обедненный озоном воздух рассеивается по всему земному шару, и уровень озона над Антарктидой становится почти нормальным.

Вследствие длительных запаздываний, необходимых, чтобы мо­лекулы хлорфторуглеродов (ХФУ) достигли стратосферы, даль­нейшее истощение озонового слоя неизбежно. Из-за долгого времени жизни в атмосфере молекул ХФУ и атомов хлора оно продлится по меньшей мере 100 лет, даже если производство ХФУ будет повсюду немедленно прекращено.

5. В 1987 г. был принят Монреальский протокол о запрете веществ, разрушающих озоновый слой. Вприложении к нему был дан перечень озоноразрушающих веществ (ОРВ), в т. ч. хлорфто­руглеродов и бромфторуглеродов. Монреальский протокол на­ложил обязательства ограничить потребление, производство, импорт и экспорт ОРВ. В последнее время в США и в ряде за­падных стран построены заводы по производству новых видов хладореагентов (гидрохлорфторуглеродов) с низким потенциа­лом разрушения озонового слоя.

6. К факторам, разрушающим озоновый слой, относят:

• запуски мощных ракет;

• ежедневные полеты реактивных самолетов в высокие слои ат­мосферы;

• испытания ядерного и термоядерного оружия;

• пожары и вырубка леса — природного озонатора.

Вопрос 41. Основные мероприятия по охране атмосферного воздуха.

1. Технологические мероприятия.

2. Санитарно-технические мероприятия.

3. Планировочные мероприятия.

1. Для защиты воздушного бассейна от негативного антропоген­ного воздействия в виде загрязнения его вредными веществами можно выделить три основные группы мероприятий:

• технологические;

• санитарно-технические;

• планировочные.

К технологическим мероприятиям можно отнести: создание замк­нутых технологических циклов, безотходных и малоотходных технологий, исключающих попадание в атмосферу вредных за­грязняющих веществ. С экономической точки зрения дешевле бороться с вредными веществами в местах их образования.

Экологизаиия технологических процессов предусматривает, в част­ности:

• создание непрерывных технологических процессов производства;

• замену местных котельных установок на централизованное тепло;

• предварительное очищение топлива и сырья от вредных при­месей;

• герметизацию процессов, использование гидро- и пневмотранс­порта при транспортировке пылящих материалов;

• замену угля и мазута природным газом;

• применение гидрообеспыливания;

• перевод на электропривод компрессоров, сваебойных агрега­тов, насосов;

• частичную рециркуляцию, т. е. повторное использование отхо­дящих газов.

Учитывая исключительную актуальность охраны атмосферного воздуха от загрязнения отработанными газами (ОГ) автомоби­лей, первоочередной проблемой является создание экологиче­ски чистых видов транспорта. В настоящее время ведется активный поиск более чистого топлива, чем бензин. В качестве его заменителя рассматриваются экологически чистое газовое топливо, метиловый спирт (метанол), малотоксичный аммиак и идеальное топливо — водород. Продолжаются интенсивные разработки по замене карбюраторного двигателя на более эко­логичные типы — дизельный, паровой, газотурбинный и др.

Санитарно-технические мероприятия включают в себя специ­альные меры защиты при помощи очистных сооружений.

Поскольку нынешний уровень развития экологизации техноло­гических процессов, внедрения замкнутых технологических циклов и т. д. недостаточен для полного предотвращения вы­бросов токсичных веществ в атмосферу, на предприятиях по­всеместно используются различные методы очистки отходящих газов от аэрозолей (пыли, золы, сажи) и токсичных газо- и паро­образных примесей (NO, NO2, SO2, SO3).

В группу планировочных мероприятий входит комплекс прие­мов, включающих:

· зонирование территории города;

· правильное взаимное размещение источников выброса и насе­ленных мест с учетом направления ветров;

· выбор под застрой­ку промышленного предприятия ровного возвышенного места, хорошо продуваемого ветрами;

· сооружение автомобильных до­рог в обход населенных пунктов и др.;

· организацию санитарно-защитных зон;

· озеленение населенных мест и др.

Вопрос 42. Проблемы качества питьевой воды

1. Водоснабжение населенных пунктов.

2. Оценка качества питьевой воды.

3. Метод обеззараживания воды.

1. Водозаборные сооружения берут природную воду из поверхно­стного источника. Насосная станция первого подъема по на­порным трубопроводам подает ее на водоочистные сооружения, где вода очищается до питьевого качества и из резервуаров чис­той воды подается в населенный пункт, как правило, имеющий кольцевую напорную водопроводную сеть. Вода из водопро­водной сети подается потребителям; используется на питьевые, хозяйственные нужды, полив улиц и насаждений, атакже предприятиями местной промышленности. Питьевая вода должна быть безопасна в эпидемиологическом отношении, безвредна по химическому составу и иметь благо­приятные органолептические свойства.

Ее качества должны отвечать требованиям САНиП 2.1.4.559-96 "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества по показателям:

• микробиологическим;

• токсикологическим;

• органолептическим.

Основными процессами водоподготовки питьевой воды являются:

• удаление грубодисперсных веществ путем отстаивания, фильт­рования с предварительной реагентной обработкой;

• удаление мелкодисперсной взвеси коагулированием (в качестве, коагулянта обычно используют сернокислый алюминий — Al₂(S0₄)₃ и флокулированием (добавляют полиакриламид ПАА);

• удаление патогенных микроорганизмов (обеззараживание воды — хлорирование, озонирование);

• удаление растворенных в воде газов (дегазация воды);

• устранение привкусов и запахов (дезодорация воды);

• умягчение и обессоливание воды;

• корректирование содержания в воде железа, марганца, крем­ниевой кислоты и фтора.

3. Метод обеззараживания воды хлором является в нашей стране наиболее распространенным способом борьбы с бактериаль­ным загрязнением. Однако оказалось, что хлорирование воды несет в себе серьезную опасность для здоровья людей. Чтобы это исключить, необходимо вытеснить хлорирование воды озонирова­нием или обработкой ультрафиолетовыми лучами, что повсеме­стно распространено на станциях очистки воды в странах За­падной Европы, а в России их применение ограничено, т. к. требует вложения средств на переоборудование водоочистных станций.

Вопрос 43. Основные источники загрязнения природных вод.

1. Загрязнение водоемов.

2. Химическое и бактериальное загрязнение водоемов.

3. Радиоактивное загрязнение.

4. Механическое и тепловое загрязнение водоемов.

5. Основные источники загрязнения природных вод.

6. Загрязнение подземных вод.

1. Под загрязнением водоемов понимают снижение их биосферных функций и экологического значения в результате поступления вних вредных веществ.

Загрязнение вод проявляется:

• в изменении физических и органолептических свойств (нару­шении прозрачности, окраски, запахов, вкуса);

• увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, ток­сичных тяжелых металлов;

• сокращении растворенного в воде кислорода воздуха;

• появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бакте­рий и других загрязнителей.

Установлено, что более 400 видов веществ может вызвать за­грязнение вод. В случае превышения допустимой нормы хотя бы по одному из трех показателей вредности: санитарно-токси-кологическому, общесанитарному или органолептическому, во­да считается загрязненной.

2. Химическое загрязнение — наиболее распространенное, стойкое и далеко распространяющееся. Оно может быть:

• органическим (фенолами, нафтеновыми кислотами, пестицида­ми и др.);

• неорганическим (солями, кислотами, щелочами);

• токсичным (мышьяком; соединениями ртути, свинца, кадмия и др.);

• нетоксичным.

Бактериальное загрязнение выражается в появлении в воде пато­генных бактерий, вирусов (до 700 видов), простейших, грибов и др. Этот вид загрязнений носит временный характер.

3. Содержание в воде, даже при очень малых концентрациях, ра­диоактивных веществ вызывает радиоактивное загрязнение природных источников, среди которых наиболее вредными являются долгоживущие радиоактивные элементы, обладающие повы­шенной способностью к передвижению в воде (стронций-90, уран, радий-226, цезий и др.). Радиоактивные элементы попа- дают в поверхностные водоемы со сбрасываемыми радиоактив­ными отходами, при захоронении отходов на дне и др. В под­земные воды радиоактивные элементы поступают в результате выпадения их на поверхность Земли в виде радиоактивных продуктов и отходов, а затем — просачивания в глубь Земли вместе с атмосферными водами, а также в результате взаимо­действия подземных вод с радиоактивными горными породами.

4. Механическое загрязнение характеризуется попаданием в воду различных механических примесей (песка, шлама, ила и др.), а так­же твердых отходов (мусора), остатков лесосплава, которые мо­гут значительно ухудшать органолептические показатели вод.

Тепловое загрязнение связано с повышением температуры вод в ре­зультате их смешивания с более нагретыми поверхностными или технологическими водами, что приводит к изменению газового и химического состава вод, к размножению анаэробных бакте­рий, росту гидробионтов и выделению ядовитых газов — серо­водорода, метана. Одновременно происходит цветение воды, а также ускоренное развитие микрофлоры и микрофауны. По существующим санитарным нормам температура водоема не должна повышаться более чем на 3°С летом и 5°С зимой.

5. Наибольший вред водоемам и водотокам причиняет сброс неочи­щенных сточных вод — промышленных, хозяйственно-бытовых, коллекторно-дренажных и др.

Основные источники загрязнения поверхностных вод:

• промышленные сточные воды загрязняют экосистемы самыми разнообразными компонентами в зависимости от специфики отраслей промышленности. При этом объем сброса промыш­ленных сточных вод во многие водные экосистемы не только не уменьшается, но и продолжает расти;

• хозяйственно-бытовые сточные воды в больших количествах поступают из жилых и общественных зданий, прачечных, сто­ловых, больниц и т. д. В сточных водах этого типа преоблада­ют различные органические вещества, а также микроорганиз­мы, что может вызвать бактериальное загрязнение;

• огромное количество таких опасных загрязняющих веществ, как пестициды, аммонийный и нитратный азот, фосфор, калий и др., смывается с сельскохозяйственных территорий и попадает в водные объекты без какой-либо очистки, а поэтому имеет высокую концентрацию;

• значительную опасность представляют газодымовые соединения (аэрозоли, пыль и т. д.), оседающие из атмосферы на поверх­ность водосборных бассейнов и непосредственно на водные поверхности. Плотность выпадения, например, аммонийного азота на европейской территории России оценивается в сред­нем 0,3 т/км², а серы от 0,25 до 2,0 т/км²;

• огромны масштабы нефтяного загрязнения природных вод. Мил­лионы тонн нефти ежегодно загрязняют морские и пресноводные экосистемы при авариях нефтеналивных судов, на нефтепро­мыслах в прибрежных зонах, при сбросе с судов балластных вод и т. д.

6. Кроме поверхностных вод, постоянно загрязняются и подзем­ные воды, в первую очередь — в районах крупных промышлен­ных центров.

Инфильтруясь и просачиваясь сквозь почву, вода уносит с со­бой в грунтовые воды все растворимые в ней вещества. Почва не может задержать их. Следовательно, любое химическое ве­щество, примененное, размещенное, разлитое, рассыпанное на земле или попавшее в нее, может загрязнить грунтовые воды.

В настоящее время основными источниками загрязнения грун­товых вод признаны:

• неправильно устроенные свалки и другие хранилища ядовитых веществ, откуда они могут просачиваться в грунтовые воды;

• протекающие подземные резервуары и трубопроводы. Особую проблему составляет утечка бензина из резервуаров на автоза­правочных станциях;

• пестициды и удобрения, применяемые на полях, газонах, в садах;

• соль, которой посыпают дороги при гололеде;

• мазут, применяемый на дорогах для связывания пыли;

• излишки применяемых в хозяйстве сточных вод и канализаци­онного ила;

• утечки при транспортировке.

Неприспособленные хранилища, а также использование пес­тицидов представляют собой наиболее распространенные ис­точники угрозы для грунтовых вод.

(назад)

Дата добавления: 2014-01-03