Химическое загрязнение среды промышленностью

Химическое загрязнение  среды промышленностью

Развитие современной  промышленности и сферы услуг, а  также расширяющееся использование  биосферы и ее ресурсов, приводит к  возрастающему вмешательству человека в материальные процессы, протекающие  на планете. Связанные с этим планируемые  и осознанные изменения материального  состава (качества) окружающей среды  направлены на улучшение условий  жизни человека в техническом  и социально-экономическом аспектах. В последние десятилетия в  процессе развития технологии была оставлена  без внимания опасность непреднамеренных побочных воздействий на человека, живую и неживую природу. Это  можно, пожалуй, объяснить тем, что  ранее считали, что природа обладает неограниченной способностью компенсировать воздействие человека, хотя уже столетия известны необратимые изменения  окружающей среды, например, вырубки  лесов с последующей эрозией  почвы. Сегодня нельзя исключать  непредвиденные воздействия на легко  ранимые области экосферы в результате активной деятельности человека.

Человек создал для себя среду обитания, заполненную синтетическими веществами. Их воздействие на человека, другие организмы и окружающую среду  зачастую неизвестно и выявляется часто, когда уже нанесен ощутимый ущерб  или при чрезвычайных обстоятельствах, например, вдруг выясняется, что  при горении вполне нейтральное  вещество или материал образует ядовитые соединения.

 

Новые напитки, косметические  средства, пищевые продукты, лекарства, предметы обихода, ежедневно предлагаемые рекламой, обязательно включают в  себя химические компоненты, синтезируемые  человеком.

Человек создал для себя среду обитания, заполненную синтетическими веществами. Их воздействие на человека, другие организмы и окружающую среду  зачастую неизвестно и выявляется часто, когда уже нанесен ощутимый ущерб  или при чрезвычайных обстоятельствах, например, вдруг выясняется, что  при горении вполне нейтральное  вещество или материал образует ядовитые соединения.

Новые напитки, косметические  средства, пищевые продукты, лекарства, предметы обихода, ежедневно предлагаемые рекламой, обязательно включают в  себя химические компоненты, синтезируемые  человеком.

 

“ В массовых масштабах  сейчас производится около 5 тыс. Веществ, а в масштабах более 500 т / год - около 13 тыс. веществ. Число веществ, предлагаемых на рынке в заметных масштабах, с 50 тыс. наименований в 1980 г. Возросло до 100 тысяч наименований в  настоящее время. Из 1338 веществ, производимых в больших масштабах в странах  Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР), только для 147 имеются  некоторые данные об их опасности  или безопасности (Лосев, 1989; The Word…, 1992). По данным (Медоуз…, 1994), из 65 тысяч  химических веществ, находящихся в  коммерческом обороте, менее 1 % имеют  токсикологические характеристики.”

Хотя для исследования воздействия химических веществ  необходимы огромные затраты: для получения  характеристики одного вещества требуется 64 месяца и 575 тыс. долларов, а изучение хронической токсичности и канцерогенности  требует дополнительно 1,3 млн. долларов ([2] стр. 36); работа в этой области  ведется не малая.

В настоящее время по целому ряду причин остаются нерешенными проблемы по оценке токсичности химических продуктов  для человека, и в большей степени  по отношению к окружающей среде. Исчерпывающее исследование.

 

Источники химического загрязнения  

 

В процессе своей  хозяйственной деятельности человек  производит различные вещества. Все  производимые вещества с использованием как возобновимых, так и невозобновимых ресурсов можно разделить на четыре типа:

• исходные вещества (сырье);
• промежуточные вещества (возникающие или используемые в процессе производства);
• конечный продукт;
• побочный продукт (отход).

Отходы возникают  на всех стадиях получения конечного  продукта, а любой конечный продукт  после потребления или использования  становится отходам, поэтому конечный продукт можно назвать отложенным отходом. Все отходы попадают в окружающую среду и включаются в биогеохимический круговорот веществ в биосфере. Многие химические продукты включаются человеком  в биогеохимический круговорот в  масштабах на много превышающих  естественный круговорот. Некоторые  вещества, направляемые человеком в  окружающую среду, раньше отсутствовали  в биосфере (например, хлорфторуглероды, плутоний, пластмассы и др.), поэтому  естественные процессы достаточно долго  не справляются с этими веществами. Следствием является огромный вред наносимый  организмам.

•  Строительство, сельское и лесное хозяйство, военный, рельсовый и водный транспорт, воздушные сообщения.
• Включая армейские службы.
• Промышленность: остальные области переработки, предприятия и горное дело, процессы (только промышленные).
• Нефтеперегонные заводы, коксовые батареи, брикетирование.
• Для промышленных электростанций только производство энергии.

Энергетические  объекты - источники самых больших  объемов химического загрязнения  

 

Из таблицы  видно, что самое большое количество отходов связанно с производством  энергии, на потреблении которой  основана вся

хозяйственная деятельность. Вследствие сжигания ископаемого топлива  в целях получения энергии  в атмосферу сейчас идет мощный поток  восстановительных газов. В табл. 3 приведены данные о выбросах разных газов в результате сжигания различных  видов ископаемого топлива. За 20 лет, с 1970 по 1990 год в мире было сожжено 450 млрд. баррелей нефти, 90 млрд. т угля, 11трлн. куб. м газа 

Загрязнения и отходы энергетических объектов разделяются на два потока: один вызывает глобальные изменения, а  другой - региональные и локальные. Глобальные загрязнители поступают  в атмосферу, и за счет их том числе парниковых газов (Из этой таблицы видно, что в накопления изменяется концентрация малых газовых составляющих атмосферы, в атмосфере появились газы, которые раньше в ней практически отсутствовали -хлорфторуглероды. Последствия накопления глобальных загрязнителей в атмосфере это:

• парниковый эффект;
• разрушение озонового слоя;
• кислотные осадки

 

Транспорт как источник химического загрязнения  

 

Второе место  по загрязнению окружающей среды  занимает транспорт, особенно автомобильный. В 1992 г. Автомобильный парк мира составлял 600 миллионов единиц и при сохранении тенденции роста к 2015 г. Может  достигнуть 1,5 млрд. единиц . Сжигание автотранспортом  ископаемого топлива повышает концентрации CO NO_x CO₂ углеводородов, тяжелых металлов и твердых частиц в атмосфере, он же дает твердые отходы (покрышки и сам автомобиль после выхода из строя) и жидкие (отработанные масла, мойка и т. д.). На долю автомобилей приходится 25 % сжигаемого топлива. За время эксплуатации, равное 6 годам, один усредненный автомобиль выбрасывает в атмосферу: 9 т CO₂ 0,9 т CO 0,25 т NO_x и 80 кг углеводородов.

Химическая  промышленность как источник загрязнения  
 

 

Конечно, по сравнению  с энергетикой и транспортом  глобальное загрязнение посредством  химической промышленности невелико, но это тоже достаточно ощутимое локальное  воздействие. Большинство органических полупродуктов и конечная продукция, применяемая или производимая в  отраслях химической промышленности, изготавливается из ограниченного  числа основных продуктов нефтехимии. При переработке сырой нефти  или природного газа на различных  стадиях процесса, например, перегонке, каталитическом крекинге, удалении серы и алкилировании, возникают как  газообразные, так и растворенные в воде и сбрасываемые в канализацию  отходы. К ним относятся остатки  и отходы технологических процессов, не поддающиеся дальнейшей переработке.

Газообразные  выбросы установок перегонки  и крекинга при переработке нефти  в основном содержат углеводороды, моноксид углерода, сероводород, аммиак и оксиды азота. Та часть этих веществ, которую удается собрать в  газоуловителях перед выходом в  атмосферу, сжигается в факелах, в результате чего появляются продукты сгорания углеводородов, моноксид углерода, оксиды азота и диоксид серы. При  сжигании кислотных продуктов алкилирования  образуется фтороводород, поступающий  в атмосферу. Также имеют место  неконтролируемые эмиссии, вызванные  различными утечками, недостатками в  обслуживании оборудования, нарушениями  технологического процесса, авариями, а также испарением газообразных веществ из технологической системы  водоснабжения и из сточных вод.

Из всех видов химических производств наибольшее загрязнение  дают те, где изготавливаются или  используются лаки и краски. Это  связано с тем, что лаки и краски часто изготавливают на основе алкидных и иных полимерных материалов, а  также нитролаков, обычно они содержат большой процент растворителя. Выбросы  антропогенных органических веществ  в производствах, связанных с  применением лаков и красок составляет 350 тыс. т в год, остальные производства химической промышленности в целом  выделяют 170 тыс. т год.

Воздействие химических веществ на окружающую среду  

 

Рассмотрим более  подробно воздействие химических веществ  на окружающую среду. Исследованием  влияния антропогенных химических веществ на биологические объекты  окружающей среды занимается экотоксикология. Задачей экотоксикологии является изучение воздействия химических факторов на виды, живые сообщества, абиотические составляющие экосистем и на их функции.

Под вредным воздействием, наносимым соответствующей системе, в экотоксикологии понимают:

• явственные изменения обычных колебаний численности популяции;
• долгосрочные или необратимые изменения состояния экосистемы.

Влияние на экосистему  

 

Под действием  химических веществ изменяются следующие  параметры экосистемы:

• плотность популяции;
• доминантная структура;
• видовое разнообразие;
• изобилие биомассы;
• пространственное распределение организмов;
• репродуктивные функции.

Возможные последствия  и формы вредного воздействия  химических веществ на экосистему.

Меры, которые  проводятся для минимизации риска  использования химических продуктов 

 

Для минимизации  риска использования химических продуктов в соответствии с уровнем  наших знаний этой проблемы в странах  ЕС в 1982 г. Был введен в действие так  называемый “Закон о химических продуктах”. В процессе проверки его исполнения в течение нескольких лет проводились  мероприятия по оптимизации технологий, биологических и физико-химических испытаний, а также по уточнению  терминологии, стандартных веществ  и методов отбора проб. Химический закон устанавливает правила  допуска на рынок всех новых химических продуктов.

Технические мероприятия, используемые для предотвращения опасности промышленных выбросов 

 

Для сокращения и уменьшения выбросов химических веществ  на промышленных предприятиях необходимо проводить следующие меры:

Необходимо проектировать  любое производство так, чтобы выбросы  были заведомо минимальны.

Необходимо строго соблюдать технологические режимы производства.

Необходима обязательная герметизация оборудования на производствах, где присутствуют и получаются химические соединения (это касается не только химической промышленности).

Необходимо внедрение  непрерывных технологических процессов  и замкнутого круга производства, оборотного водопотребления.

Необходимо проводить  меры по предотвращению аварий (например, планово-профилактический ремонт оборудования).

 

Борьба  с потерями при транспортировке (предотвращение аварий газо- и нефтепроводов). 

 

• Борьба с эмиссией (выделением) промышленных газов в атмосферу.
• Необходимо применение систем очистки сточных вод и борьбы с загрязнением.
• Обязательная переработка и утилизация отходов, вторичное использование отходов.

 

Борьба  с загрязнением воды 

 

Понимание необходимости  регулируемого водоснабжения и  обезвреживания сточных вод возникло очень давно. Еще в Древнем  Риме строили акведуки для снабжения  свежей водой и “Cloaca maxima” - канализационную  сеть. бассейна отстойника и тем  самым предотвращение засорения  канализации и образования продуктов  гниения (“дортмундские колодцы” и  “ эмские колодцы”).

Другим методом  обезвреживания сточных вод была их очистка с помощью полей  орошения, т. е. спуск сточных вод  на специально подготовленные поля. При  Однако лишь в середине прошлого столетия начались разработка методов очистки  сточных вод и систематическое  строительство канализационных  сетей в городах.