Напишем:


✔ Реферат от 200 руб., от 4 часов
✔ Контрольную от 200 руб., от 4 часов
✔ Курсовую от 500 руб., от 1 дня
✔ Решим задачу от 20 руб., от 4 часов
✔ Дипломную работу от 3000 руб., от 3-х дней
✔ Другие виды работ по договоренности.

Узнать стоимость!

Не интересно!

 

 

 

Химические загрязнители


Хозяйственная деятельность человечества существенно повлияла на биогеохимические циклы многих элементов в биосфере. С помощью трех ударных сил, оказывающих наиболее сильное воздействие на окружающую среду, - сельского хозяйства, энергетики и промышленного производства, - человек значительно изменил биосферные потоки элементов, например металлов (Pb, Cu, Fe, Hg), а также биогенных элементов - углерода, серы, азота, фосфора, кислорода. Так, поток углеротупающего в Мировой океан в результате хозяйственной деятельности человека в бассейнах рек, достиг 1 - 2млрд.т в год. В то же время количество воды, которое человечество изымает из гидрологического цикла, возросло до 3600км3 в год (это равно объему озера Гурон в США!).

За последние 300 лет по вине человека в атмосфере удвоилось количество метана, а содержание СО2 возросло на 25%.

Многие экологические проблемы рождены несбалансированностью циклов многих элементов, которая в свою очередь вызвана опять-таки деятельностью человека. Так, хозяйственные выбросы свинца, кадмия и цинка, токсичные для живых организмов, превосходят естественные потоки этих металлов в биосфере соответственно в 18,5 и 3 раза. Для мышьяка, ртути и никеля это соотношение увеличилось в 2 - 3 раза. Наконец, из громадного разнообразия химических соединений, синтезированных человеком, многие даже при очень малых концентрациях оказывают мощное негативное воздействие на экологическую обстановку (например, ксенобиотики типа ДДТ, полихлорполициклические соединения ПХПС и хлорфторуглероды).

Диоксины — это галогеноорганические соединения. сильно токсичные вещества. Впервые хлорированный диоксин был получен в 1872 г. в Германии, а бромиро-ванный — в 1959 г. в Японии. В настоящее время известно более 1000 различных видов диоксинов. Наиболее токсичные них: 2.3.7,8-ТХДД (тетрахлордибензо-n-диоксин С6Н4С12:—0—0—С6Н4С12); 2.3,7,8-ТХДФ (тетрахлордибензо-n-фуран С6Н4Сl2—О—С6Н4С12); полихлорированный дибензо-n -диоксин ПХДД и полихлорированный дибензо--фуран ПХДФ.ьторгн76

Биологическую активность диоксинов обычно выражают концентрацией субстрата, вызывающей 50 %-ное (от максимально возможного) повышение активности белков Р-448. Большой токсичностью обладает диоксин ТХДД. являющийся канцерогеном для человека. Диоксины, как яды, опасны и при отравлении малыми дозами, ибо для них характерен длительный период скрытого действия, они накапливаются в печени: коже, кроветворных органах. Полученная расчетным путем средняя смертельная доза для человека при вдыхании составляет 0,05 - 0,07 мкг/г. Предельные допустимые концентрации диоксинов и других вредных веществ в окружающей среде приведены в табл. 1 и 2. Видно, что токсичность диоксинов примерно в 100 - 1000 раз больше, чем паров ртути и фтористого бериллия.

В настоящее время считают, что диоксины имеют техногенное происхождение, т.е. образуются в результате развития разнообразных технологий, связанных с производством хлорорганических соединений и утилизацией их отходов. Источники диоксинов обычно подразделяют на локальные и диффузные, т.е. пространственно распределенные. Диффузные источники диоксинов особенно опасны с точки зрения загрязнения окружающей среды. К ним относятся: лесные пожары, хлорирование питьевой воды, выхлопы автомобилей, выбросы различных предприятий, обработка сельскохозяйственных угодий диоксннсодержащими гербицидами или гербицидами, которые превращаются в диоксины непосредc твенно в живой и неживой природе

Локальные источники диоксинов многообразны и связаны с предприятиями, изготовляющими полигалогенфенолы и полигалогенанилины, полихлорнафталины и полигалогенбифенилы, хлорные и бромные соединения. Интенсивным источником диоксинов является целлюлозно-бумажное производство. Диоксины образуются на стадии отбеливания целлюлозы с помощью хлора и его соединений — оксида хлора, гипохлоридов и др. Отметим, что на 50 млн т беленой целлюлозы, производимой в мире ежегодно, приходится 250 тыс. т хлорорганических отходов, которые поступают в окружающую среду. В отходах целлюлозно-бумажной промышленности обнаружено около 22 различных изомеров и гомологов ПХДД и ПХДФ, а также самый токсичный диоксин 2,3,7,8-ТХДД.

             Предельно – допустимые концентрации

              диоксинов в окружающей среде

Среда

США

Германия

Италия

Нидерланды

 СССР

1988г.

1991г.

Воздух, пг/м3 :

ПДКс.с.

0,02

     -

0,04

  12

2,12

    -

ПДКр.з.

0,03

    -

0,12

    -

    -

    -

ПДКводн, пг/л

0,03

  0,01

0,05

    -

0,26

20

Сельхозугодья,нг/кг

   27

  25

  10

  10

0,13

    -

Донные отложения, нг/кг

    -

    -

    -

    -

    9

    -

Пищевые продукты,нг/кг

0,001

    -

    -

    -

0,036

    -

Молоко,пересчет на жир,нг/кг

    -

    1,4

    -

  0,1

    -

5,2

Рыба,пересчет на жир,нг/кг

    -

    -

    -

    -

    -

88

Металлургические предприятия также интенсивные источники диоксинов. Например, завод фирмы ВSW в Германии, расположенный на правом берегу Рейна напротив г. Страсбурга, относится к категории минизаводов. Он располагает двумя 80-т высокомощными дуговыми электропечами на переменном токе, работающими на твердой завалке. Печи оборудованы стеновыми горелками и манипуляторами для ввода в металл через загрузочное окно фурм для вспенивания шлака.

Фирма ВSW уделяет большое внимание охране окружающей среды, в частности содержанию диоксииов в выбросах из печи. До 1989 г. отходящие газы не подвергались высокотемпературной обработке и концентрация диоксинов в них при переработке лома без предварительного подогрева была очень высокой, около 0,3 нг/м3. Охлаждение отходящих газов в камере. расположенной непосредственно за дуговой печью, путем разбрызгивания воды снизило содержание диоксинов до 0.07 нг/м3. В 1991 г. фирма ввела новую систему отсоса и переработки отходящих газов, включающую камеру высокотемпературного дожигания газа, в которой происходит частичная диссоциация молекул диоксинов, и камеру быстрого охлаждения газа до 150 - 300 °С. В результате концентрация-токсинов уменьшилась до 0,03 нг/м3.

С ростом температуры отходящих газов концентрация диоксинов в них возрастает, например. при температуре отходящих газов выше 350 °С и добавке к стандартной шихте 8 т неметаллического отсева (полученного при дроблении лома) концентрация диоксинов увеличивается до 0,962 нг/м3. Концентрация диоксинов в отходящих газах, равная 0,1 нг/м3 при температуре 200 °С после охлаждающей камеры, принята фирмой BSW за стандарт.

Заводы металлургической промышленности, получающие электрохимическим методом никель и магний из их хлоридов, также являются источниками диоксинов. Диоксины образуются в основном при обработке окатышей кокс-оксида магния газообразным хлором при 700 - 800 °С. Ежегодные выбросы предприятий с водными отходами составляют несколько сот граммов полихлордиоксина. Большие выбросы ПХДД и ПХДФ наблюдаются при производстве рафинированного никеля на высокотемпературной стадии превращения хлорида никеля в его оксид.

Диоксины образуются в производствах по получению хлорного алюминия, т.е. при хлорировании каолиновых брикетов в непрерывно действующей шахтной печи газообразным хлором в присутствии СО. Реакционные газы, выходящие из печи хлорирования при 450 - 500 °С, кроме А1С1з, содержат и другие хлориды. Анализ показывает, что получение 1 т очищенного А1С1з сопровождается образованием 650 кг прохлорированных брикетов и ~ 270 кг различных шламов.

В процессе хлорирования брикетов из титансодержашего сырья в шахтных электропечах также образуются диоксины. Температура в нижней части печи, где собираются расплавленные хлориды, составляет 600 -700 °С, а в реакционной зоне — 800 - 1150 °С. Технический ТiСl4, помимо газов азота, хлора и фосгена, содержит органические соединения ГХБ-гексахлорфен. хлорацетилхлориды и четыреххлористый углерод.

Наиболее интенсивными источниками диоксинов являются печи по сжиганию промышленных и бытовых отходов. В состав мусора входят такие вещества. как бумага и изделия из пластмасс, содержащие большое количество хлора. Анализ отходов этих печей показывает. что до 12 % С1 захватывается летучей золой. 78 % С1 оказывается в конденсате и отходящих газах. Хлор — основа для образования диоксинов. Установлено. что такие печи со средней производительностью 50 - 200 тыс. т выбрасывают в атмосферу от 1 до 100 нг/м3, или от 1 до 100 г в год полихлордиоксинов.

Для диоксинов характерно структурное многообразие. т.е. сложность иэомерного и гомологического состава. Например, диоксин 2.3,7. 8-ТХДД—всего лишь один из 22 возможных изомеров диоксннов этого вида. а диоксин 2.3.7.8-ТХДФ — один из 38 изомеров этого вида. Совокупность однозамещенных полихлор- и полибромбензо-n-диоксннов и днбензофуранов включает ~ 420 индивидуальных веществ. Особо опасными для человека и природы являются тетра-. гекса-. гепта-. октазамешенные днокспны. содержащие атомы галогенов в латеральных положениях

Диоксииы обладают высокой стабильностью в объектах окружающей среды. Их летучесть с поверхности очень мала. Например, давление паров диоксинов 2.3.7.8-ТХДД и 2.3.7.8-ТХДФ в воздухе не превышает 267 мкПа. Температура их плавления находится в интервале 90 - 330 °С. хотя некоторые виды дноксинов плавятся при 1000 С.

Для диоксинов характерна высокая адгезнонная способность по отношению к развитым поверхностям. в том числе к почве, частичкам золы. донным отложениям. В неживой природе они чаше всего переходят в органическую фазу почвы или воды. мигрируют в виде комплексов с органическими веществами, поступают в воздух, водоемы, пищевые продукты. Период полураспада наиболее токсичного лиоксина 2.3.7.8-ТХДД в неорганических средах, например в почве, составляет 10-20 лет. а в донных отложениях и воде — 2 года. В живых организмах диоксины накапливаются в основном в жировой ткани, а затем модифицируют биохимические процессы. Они очень медленно выводятся из живых организмов, например, из организма мыши. крысы, морской свинки — 15 - 90 дней, а из организма обезьяны и человека — 455 и 2120 дней соответственно.

109 млн. россиян из 148 млн. проживают в неблагоприятных экологических условиях. 40 - 50 млн. человек испытывают влияние 10-кратного превышения предельно допустимой концентрации (ПДК) различных вредных веществ в окружающей их среде, 55 - 60 млн. человек - 5-кратного превышения ПДК.

В 1994г. население России сократилось на 330 тысяч человек. Разница могла бы быть еще больше, если бы не полмиллиона мигрантов, переселившихся в Россию. Прогнозы на следующий год не внушают большого оптимизма. Только в Дагестане, Ингушетии и Туве число умерших родителей не превышало количество детей, пришедших им на смену. В остальных регионах России смена поколений происходила с потерей населения.

Самое интенсивное увеличение смертности произошло в группах от 20 до 49 лет. Смертность трудоспособных мужчин в четыре раза выше, чем женщин. Среднестатистический россиянин не доживает два года до пенсии, среднестатистическая россиянка живет на 14 лет дольше - до 72 лет. Для сравнения: в странах Европейского союза мужчины живут до 70 лет, женщины - до 79 лет.

Если мы не выйдем из демографического кризиса, не исключена угроза безопасности России. Трудовые ресурсы в стране могут иссякнуть. На Крайнем Севере и приравненных к нему территориях это уже произошло - за последние четыре года население в этих регионах сократилось на 5,5 процента (660 тыс. человек).

Не последнюю роль в удручающей демографической обстановке играет плохая экология. Сегодня можно уже без всяких натяжек сказать, что в Пермской, Свердловской, Челябинской, Кемеровской областях, в Башкортостане до 40 процентов болезней населения связаны с плохим воздухом, водой, загрязненной почвой, недоброкачественными продуктами, плохими условиями труда и быта.

Столь удручающее состояние экосистем в РФ связано как с недостатком экокультуры, экообразования населения, так и с кризисом экономики России. Обезвреживание выбросов - достаточно дорогостоящая операция, особенно, если иметь в виду строгое соблюдение стандартов состояния окружающей среды.

Ряд конкретных примеров эффективных способов очистки выбросов и безотходных технологий приводится в последующих лекциях.

Предыдущие материалы: Следующие материалы: