Источники загрязнения окружающей среды

Загрязнение окружающей среды – это прямое либо косвенное негативное воздействие на нее, осуществляемое антропогенной деятельностью. Загрязнение окружающей среды может происходить так же и естественным путем в результате природных процессов. Но основная масса таких выбросов, как правило, не приносит окружающей среде особого вреда, так как не достигает опасных концентраций за счет рассеивания, растворения и поглощения.

Антропогенное влияние может быть стационарным (промышленные предприятия, с/х объекты, энергетические станции и т.д.) и мобильным (транспорт). Выбросы, производимые этими источниками, поступают в окружающую среду в газообразном, твердом и жидком виде и являются т. н. первичными загрязнителями. При взаимодействии этих веществ между собой и с элементами окружающей среды образуют новые вещества, которые являются вторичными загрязнителями. Основными объектами загрязнения являются атмосфера и водный бассейн. Остальные природные объекты загрязняются опосредованно.

Выделяют 3 типа загрязнения окружающей среды:

1. Физическое (тепловое, шумовое, электромагнитное, радиоактивное);

2. Химическое (вредные вещества, тяжелые металлы, пестициды, ксенобиотики и т.д.);

3. Биологическое (микробиологическое, генетическое, биогенное);

Основными источниками окружающей среды являются промышленность, автомобильный транспорт, энергетика, химикаты.

Крупные промышленные комплексы являются весьма прожорливыми потребителями сырья, энергии, воды, воздуха и в то же время являются мощными источниками практически всех видов загрязнений. Сконцентрированы они главным образом вокруг месторождений полезных ископаемых, крупных городов и водных объектов. Наиболее опасными загрязнителями являются металлургические, химические, нефтеперерабатывающие и машиностроительные предприятия, карьеры и обогатительные фабрики.

Среди стационарных источников выбросов в атмосферный воздух основной вклад вносят предприятия энергетики, химической и нефтехимической промышленности, литейное производство и производство строительных материалов. Основным загрязнителем окружающей среды является металлургическое производство, причём на всех его стадиях. В воздушный бассейн осуществляется выброс огромного количества пыли, сернистого газа и оксидов углерода. Выбрасываемая пыль насыщена соединениями железа, алюминия, марганца и др. Так же все предприятия металлургического производства являются водо-, энерго- и теплоёмкими. В частности, предприятия металлургии и энергетики являются главными загрязнителями воздуха (около 40% всех загрязнений от стационарных источников). Предприятия цветной металлургии являются основными загрязнителями окружающей среды тяжелыми металлами, серной и азотной кислотами. Предприятия черной металлургии – главные загрязнители водоемов фенолами, нефтепродуктами и сульфатами, а так же один из крупнейших потребителей воды (12-15% общего потребления воды промышленными предприятиями). Около 60-70% образующихся сточных вод относится к «условно чистым». Остальная часть загрязнена различными примесями и вредными веществами. Предприятия цветной металлургии являются мощными факторами загрязнения почвенного покрова. В городах, где размещены такие предприятия, в почвенном покрове обнаруживаются тяжелые металлы, нередко ПДК превышено в 2-5 раз и более.

Влияние химической промышленности обусловлено не только значительным масштабом загрязнения токсичными веществами, но и выбросом веществ, которые не участвуют в естественном круговороте (к примеру, сернистый ангидрид, оксиды азота, ряд ядовитых веществ – фосген, винилхлорид, хлороводород, фенол и др.). Огромное количество вредных веществ выбрасывается при производстве серной и фосфорной кислот, а так же минеральных удобрений (суперфосфата, аммофоса ит.д.). Также потребителями химической промышленности являются все отрасли промышленности, поэтому загрязнение происходит повсеместно.

Например при производстве фосфорной кислоты в атмосферу выбрасывается до 60% вырабатываемого фтора, а соединения фтора являются сильными ядами, особенно для растений, обладают кумулятивным действием, т.е. способностью накапливаться в организме в течении длительного времени.

Машиностроительная промышленность имеет многоотраслевую структуру и каждой из отраслей присуще свое экологическое загрязнение. Машиностроение тяготеет к районам развития металлургии, сконцентрировано в основном в городах и производит достаточно большие объемы отходов.

В меньшей степени, окружающую среду загрязняют предприятия строительной индустрии (производство цемента, бетона, асбеста и др.). Цементная промышленность выбрасывает значительные объемы пыли в атмосферу (концентрация пыли в выбросах превышает в 5-10 раз ПДК).

Главными промышленными загрязнителями в мире являются США – 23%, Китай – 13,9%, Россия – 7,2%.

Среди промышленных предприятий Беларуси 36% выбросов приходится на энергетическую отрасль. Наибольшее количество сточных вод образуется в жилищно-коммунальном хозяйстве (более 60%) и промышленности (около 20%).

В последнее время люди все больше стали задумываться о качестве воздуха. Ведь именно от него зависит качество самой жизни и ее основная составляющая – здоровье. Поэтому постоянно ужесточается контроль за состоянием воздушного бассейна, за вредными выбросами, попадающими в атмосферу в результате антропогенной деятельности. Проблема загрязнения атмосферного воздуха появляется главным образом в городах. По данным мониторинга атмосферного воздуха 2007-2010 годов, сохраняла устойчивость тенденция к снижению содержания в воздухе оксидов углерода и оксидов азота. Уровень содержания бензапирена во всех промышленных центрах Беларуси фиксировался ниже значений установленных нормативов.

В 2010 году в городе Минске выбросы загрязняющих веществ в атмосферу составили около 246 тысяч тонн. Причем 16% из них пришлось на стационарные источники.

Оценка интенсивности выбросов (отношение массы выбросов и стоимости ВВП) показала, что предприятия Беларуси загрязняют окружающую среду в 1,5-2 раза больше по сравнению с индустриально развитыми державами, но значительно меньше, чем страны Центральной и Восточной Европы.

Автомобильный транспорт сыграл важнейшую роль в формировании современного характера расселения людей, трудно сейчас представить себе какую-либо отрасль народного хозяйства или вид деятельности без использования транспорта.

Экологический ущерб от использования транспортных средств обусловлен токсичными выбросами, в частности выхлопных газов (главным образом, углекислый газ, угарный газ, оксиды азота и серы, углеводороды и т. д.). Негативное влияние на окружающую среду оказывают все виды транспорта, однако львиная доля приходится на автомобильный транспорт. На автомобильный транспорт приходится 71-80% валового объема всех вредных выбросов (более 200 канцерогенных веществ, угарный газ и сажа), а так же токсичный результат переработки автомобильных шин. Главная причина – резкое увеличение количества легковых и грузовых автомобилей (к примеру, в США количество автомобилей увеличивается в 2 раза быстрее, чем численность населения). В США автомобили расходуют 63% общего объёма потребляемой нефти, и на них приходится 50% загрязнения воздуха.

Человек в сутки потребляет примерно 12 кубометров воздуха, а автомобиль – в тысячу раз больше. В крупных городах вдоль оживленных трасс содержание кислорода может снижаться до 15%, а иногда и до 10%, хотя биологическая норма составляет 21,8%.

Главным в улучшении данной ситуации является усовершенствование автомобильных двигателей с переходом на другие виды топлива (газовое топливо, этанол, электричество), уменьшение доли свинца в добавках к бензину. Еврокомиссия намерена запретить въезд автомобилей на традиционном топливе в города континента к 2050 г. Об этом сообщил комиссар по транспорту Сиим Каллас. Он пояснил, что в планах Брюсселя – постепенное сокращение числа машин с бензиновыми двигателями в европейских городах на 50% к 2030 г. Проверить каждый автомобиль на нормативы вредных выхлопов практически невозможно, к тому же сами автовладельцы следят за этим далеко не всегда. Это решается станциями диагностики, которые проводят ежегодные технические осмотры транспортных средств.

В крупных городах около 90% оксидов углерода попадает в воздух вследствие неполного сгорания его в моторном топливе. Так же на автомобили приходится около 45% газового выброса оксидов азота и около 35% углеводородов (наиболее опасным является бензопирен, который обладает сильным канцерогенным свойством). При неполном сгорании дизельного топлива выделяется сернистый газ, который контактируя с водой даёт серную кислоту (является сильнейшим коррозионным фактором). Так же при сгорании бензина в воздух попадают частицы свинца (а точнее тетраэтилсвинец, который повышает октановое число бензина). Особенно сильно от свинца страдают дети, они теряют аппетит, становятся апатичными либо сверхкапризными, затем появляются рвота и обмороки. Свинцовое отравление может вызвать умственную отсталость и привести к смерти.

Наибольшее количество токсичных веществ выбрасывается автотранспортом в воздух при работе на малом ходу, на перекрестках и остановках. К примеру, на небольшой скорости бензиновый двигатель выбрасывает в атмосферу 0,05% углеводородов от общего выброса, а на малом ходу – 0,98%; угарного газа – 5,1% и 13,8% соответственно. Подсчитано, что среднегодовой пробег автомобиля составляет около 15000 км. В среднем за это время он поглощает 4350 кг кислорода и выделяет 3250 кг углекислого газа, 530 кг угарного газа, 93 кг углеводородов и 7 кг различных оксидов азота.

Транспорт способствует накоплению в атмосфере пыли, которая может задерживать от 10 до 50% солнечных лучей и почти 90% у/ф лучей. На мелкие частицы пыли оседают молекулы оксидов серы и канцерогенных углеводородов. В городах автомобильный транспорт является одним из главных факторов шумового загрязнения

Широкое применение соли для устранения обледенения на дорогах приводит к тому, что соль с талой водой попадает в реки и озёра, откуда берётся питьевая вода.

Потребность в энергии является одной из основных жизненных потребностей человечества. Энергия необходима как для нормальной жизнедеятельности современного человеческого общества, так и для простого физического существования каждого человека. В конце ХХ века энергию получают, главным образом, на теплоэлектростанциях, гидроэлектростанциях и атомных электростанциях.

Каждая из отраслей энергетики (гидроэнергетика, теплоэнергетика и атомная энергетика) оказывает своё специфическое воздействие на окружающую среду.

Гидроэнергетика не вызывает загрязнения окружающей среды в обычном понимании. Одно из важнейших воздействий гидроэнергетики связано с отчуждением значительных площадей плодородных земель под водохранилища. Сегодня в мире насчитывается около 30000 водохранилищ.

Процессы происходящие в самом водохранилище приводят к трансформации речных вод в полупроточные водные массы. Плотина, перегораживая реку, создает непреодолимые препятствия для миграции рыб, которые поднимаются на нерест в верховья рек. Местное повышение уровня воды оказывает влияние на грунтовые воды, создавая тем самым подтопления, заболачивание, эрозии берегов и оползни. Уничтожение земель и свойственных им экосистем происходит так же в результате их разрушения водой (абразия). На прилегающих к водохранилищу территориях повышается уровень грунтовых вод, что приводит к заболачиванию, трансформации почв, нарушению обитания животных и растений. Водохранилища влияют так же на тектонические процессы, способствуя возникновению и увеличению частоты землетрясений.

В результате эксплуатации водохранилищ нарушается качество воды, а это оказывает влияние на использование всех видов водных ресурсов. В воде увеличивается количество органических веществ (за счет разложения древесины, других растительных остатков, гумуса почв и т. д.). Так же в водохранилищах резко увеличивается прогревание воды, что интенсифицирует потери кислорода и вызывает общее тепловое загрязнение. Это неизбежно приводит к биогенному загрязнению (зарастание водоемов, интенсивный рост водорослей). Одним из решений является развитие т.н. «малых» ГЭС (впервые в США). Возведение малых ГЭС происходит на высоком технологическом уровне, они рассчитаны на сравнительно небольшой расход воды. Малые ГЭС почти не изменяют природных условий.

Основными загрязнителями окружающей среды в энергетике являются теплоэлектростанции. Наиболее характерно тепловое и химическое загрязнение. Продукты сгорания топлива на ТЭС являются основным источником загрязнения окружающей среды. Обычно сгорание топлива бывает неполным и в котлах на ТЭС и ТЭЦ образуется большое количество золы, диоксида серы, различных канцерогенов (к примеру, диоксид серы, загрязняя атмосферу, вызывает кислотные дожди). Кислотные дожди закисляют почву, тем самым снижая эффективность использования удобрений, изменяют кислотность вод, значительным образом влияют на наземную растительность. Энергетические установки всего мира ежегодно выбрасывают около 1 млрд. тонн золы и около 400 млн. тонн оксида серы. В результате сжигания топлива концентрация углекислого газа в атмосфере ежегодно увеличивается на 0,03%. В состав выбросов входит сернистый газ, который является очень сильным ядом. В местах, прилегающих к ТЭС, концентрация токсичных веществ превышает норму в 5 раз.

Таблица 3. Загрязнение атмосферы при работе ТЭЦ на различных видах топлива, г/кВт*ч

Выброс	Каменный уголь	Бурый уголь	Мазут	Природный газ
SO	6,0	7,7	7,4	0,002
NO	21,0	3,4	2,4	1,9
Твердые частицы	1,4	2,7	0,7	-
Фтористые соединения	0,05	1,1	0,004	-

Так же серьёзной экологической проблемой является сброс сточных вод в водоёмы. Со сточными водами сбрасывается целый комплекс загрязняющих веществ (нефтепродукты, хлориды, сульфаты и т.д.) В России сброс сточных вод ТЭС составляет около 5% всех сбросов.

ТЭС потребляют огромное количество кислорода. При современном топливном балансе потребление кислорода ТЭСами примерно в 5 раз превосходит его потребление всем населением Земли для дыхания. ТЭС, работающие на угле являются источником радиоактивности, а угольная зола содержит большое количество токсичных металлов (барий, мышьяк, марганец и др.).

Ядерная энергетика до недавнего времени рассматривалась как самая перспективная отрасль энергетики. Воздействие на окружающую среду при эксплуатации атомных электростанций (АЭС) заключалось лишь в захоронении отработанного ядерного топлива, а так же в ликвидации самих АЭС после допустимых сроков эксплуатации. При нормальной работе АЭС выбросы радионуклидов в окружающую среду крайне незначительны (в 2-4 раза меньше, чем от теплоэлектростанции такой же мощности).

Атомные электростанции таят в себе большую потенциальную опасность в случае возникновения аварий реактора. К примеру, взрывы, пожары и извержение продуктов радиоактивного распада при аварии в 1986 году на 4-м энергоблоке Чернобыльской АЭС стали катастрофой глобального масштаба. Из поврежденного реактора было выброшено около 7,5 тонн ядерного топлива и продуктов распада с суммарной активностью не менее 50 млн. кюри. Загрязненными оказались 17 областей России, 80% территории Республики Беларусь и северная часть правобережной Украины. Крупная радиационная авария произошла 11 марта 2011 года на АЭС Фукусима-1 на востоке Японии. Причиной аварии стало сильное землетрясение и последовавшее за ним цунами, которые вывели из строя основное и резервное энергоснабжение, что повлекло за собой неработоспособность систем охлаждения атомного реактора. В окружающую среду попало значительное количество таких изотопов, как I-131 (иод-131), Cs-137(цезий-137) выше допустимых пределов. Впоследствии были обнаружены следы радиационного загрязнения воды и морепродуктов в водах Тихого океана в 600 км от побережья Японии, хотя и в незначительных уровнях. Однако, несмотря на это, вызывает обеспокоенность стабильность этих уровней радиации.

Для выработки энергии необходима урановая руда, а в процессе работы образуются радиоактивные отходы. Очень актуальна проблема влияния АЭС на прилегающие территории, а так же проблема последствий аварий на АЭС. Радиоактивные материалы, используемые на АЭС имеют твёрдую, жидкую и газообразную форму.

Твёрдые – это отработанное ядерное топливо. Жидкие – это охлаждающая ядерный реактор вода, в которой находятся радионуклиды. Газообразные – радиоактивные инертные газы (криптон, ксенон). Отходы низкой радиоактивности утилизируются на хранилищах на территории АЭС, а отходы высокой радиоактивности помещаются в специальные могильники.

Радиоактивному воздействию подвергается персонал АЭС, а так же население территорий, прилегающих к ним.

1.Решение проблемы радиоактивного загрязнения окружающей среды при эксплуатации АЭС сводится к созданию замкнутых систем водопользования с многократными этапами очистки и следующим её возвратом.

2. Снижение газо-аэрозольных выбросов.

3. Снижение объёма поступающих на захоронение твёрдых отходов.

4. Создание максимально эффективной и многобарьерной защиты.

Так же весьма актуальной является проблема теплового загрязнения. Современные ТЭС и АЭС имеют КПД 33-40%, это значит, что около 60% тепла отводится водой системы охлаждения. Экологическая приемлемость АЭС тесно связана с выводом АЭС из эксплуатации в связи с аварией или модернизацией.

Негативным образом на здоровье людей сказывается возрастание общего электромагнитного фона, особенно в крупных промышленных центрах. Источниками электромагнитных полей являются радиотехнические объекты, телевизионные и радиолокационные станции, термические цеха, высоковольтные линии электропередач (ЛЭП).

Основными источниками загрязнения окружающей среды в Республике Беларусь, как и в остальном мире, являются автомобильный транспорт, промышленность и энергетика. На долю автомобилей приходится более 70% от общего загрязнения, причем за последние 10 лет произошло многократное увеличение количества автомобилей на душу населения. Особо остра проблема загрязнения атмосферного воздуха в городах с развитым промышленным комплексом – Могилев, Новополоцк, Гомель, Гродно, Витебск, Мозырь, Минск. Бобруйск, Орша. Такие выбросы промышленного производства как углекислый газ, оксиды азота, оксиды серы, углеводороды оказывают существенное негативное влияние на лесной покров, почвенный покров и поверхностные воды республики.

Таблица 4. Количество выбросов загрязняющих веществ от общего количества по годам, тыс. тонн

№							Среднее за 5 лет
	Новополоцк			58,6	63,9	50,3	63,4
	Минск	40,4	33,2	37,1	49,4	30,9	38,2
	Гомель	15,2	12,2	13,4	17,4	11,3	13,9
	Гродно	13,7	12,2	12,3	16,4	11,5	13,2
	Бобруйск	9,7	8,9	8,5	12,4	7,6	9,4
	Могилев	7,9	7,1	7,2		6,5	8,1
	Солигорск	7,2	6,9		7,1	5,3	6,5
	Жлобин	5,7		5,5	5,5	6,4	5.8
	Витебск	5,6	4,5	4,3	6,9	3,7

Как видно в таблице 4, лидирующее положение по выбросам в Беларуси занимает г. Новополоцк, в котором сосредоточена значительная часть промышленных предприятий, осуществляющих выбросы и здесь наблюдается наиболее высокая плотность эмиссии вредных веществ. В Новополоцке функционирует крупнейший нефтеперерабатывающий завод Беларуси «Нафтан», одно из крупнейших предприятий химической промышленности «Полимир» и ряд других предприятий активно сжигающих и перерабатывающих различные виды топлива.

Мощным источником загрязнения поверхностных и подземных вод являются сточные воды промышленных предприятий и бытовые стоки городов. По данным Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь, наибольшее количество стоков поступает в р. Свислочь ниже г. Минска, р. Березина, р. Днепр ниже г. Могилева, р. Западная Двина ниже г. Новополоцка, р. Припять ниже г. Мозыря и р. Неман ниже г. Гродно. Хотя подавляющая часть рек относится к числу умеренно загрязненных.

В последнее время, серьезные опасения ученых вызывает качество подземных вод, которые используются для промышленно-технического водоснабжения и питьевых целей. Наиболее интенсивно они загрязняются в застроенных частях населенных пунктов, в районах очистных сооружений, полей фильтрации, животноводческих ферм, складов химических удобрений и иных химических веществ.

Состояние окружающей среды Республики Беларусь значительно ухудшилось в связи с катастрофой на Чернобыльской АЭС. В окружающую среду в общей сложности было выброшено около 50 млн. Ки радионуклидов. В выбросах содержалось около 20 радиоактивных изотопов (на долю цезия приходится более 30%).

В качестве критериев количественной оценки уровня загрязнения окружающей среды используются такие показатели как, индекс загрязнения (ИЗ) и предельно допустимая концентрация (ПДК). Индекс загрязнения – это показатель качественно и количественно отражающий присутствие в окружающей среды вещества-загрязнителя и степень его воздействия на живые организмы. Предельно допустимая концентрация – это количество вредного вещества в окружающей среде, которое при постоянном контакте или при воздействии в течении определенного промежутка времени практически не влияет на здоровье человека. ПДК веществ, загрязняющих биосферу, введены как нормативы во многих странах.

Концентрация вредных веществ может быть так же фоновой и токсической. Фоновая концентрация вредных веществ – это содержание их в природном объекте, определяемое суммой глобальных и региональных естественных и антропогенных выбросов. Токсическая концентрация вредных веществ – это такая концентрация, при которой возможна гибель живых организмов.

Дата добавления: 2014-01-07