Реферат по биоэкологии на тему: «Загрязнение грунтовых вод»
Скачать 123.81 Kb.
|
РЕФЕРАТпо биоэкологии на тему: «Загрязнение грунтовых вод» Выполнил: http://eco9571.narod.ru Преподаватель: __________ Санкт-Петербург, 2001 г. Введение За последние несколько десятилетий грунтовые воды стали одним из важнейших ресурсов. Обычно, за редким исключением, они обладали прек- расным качеством и без всякой очистки удовлетворяли требованиям стан- дартов по питьевой воде. К несчастью, случаи загрязнения высококачест- венных грунтовых вод ядовитыми веществами становятся все более часты- ми. В результате появляются серьезные заболевания, колодцы закрывают. Загрязнение грунтовых вод было признано в 1980-х гг. одной из важней- ших экологических проблем, которая сохранилась и в 1990-х гг. и, несо- мненно, сохранится и в будущем. 1. Источники загрязнения грунтовых вод Инфильтруясь и просачиваясь сквозь почву, вода уносит с собой в грунтовые воды все растворимые в ней вещества. Почва не может задер- жать их. Следовательно, любое химическое вещество, примененное, разме- щенное, разлитое, рассыпанное на земле или попавшее в нее, может заг- рязнить грунтовые воды. В настоящее время основными источниками загрязнения грунтовых вод признаны: - неправильно устроенные свалки и другие хранилища ядовитых ве- ществ, откуда они могут просачиваться в грунтовые воды; - протекающие подземные резервуары и трубопроводы. Особую проблему составляет утечка бензина из резервуаров на АЗС; - 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. Hеприспособленные хранилища, а также использование пестицидов представляют собой наиболее распространенные источники угрозы для грунтовых вод. 2. Ядохимикаты, их опасность Hаибольшую проблему при загрязнении грунтовых вод создают некоторые ядохимикаты, с трудом выявляемые из-за их очень низких концентраций, но способные постепенно накапливаться в организме, вызывая многочис- ленные расстройства здоровья, в том числе рак. Большинство ядохимикатов принадлежат к одному из двух классов: тя- желым металлам или синтетическим органическим соединениям. 1. Тяжелые металлы. Тяжелыми металлами называют химические элементы-металлы, у которых в чистом виде высокая плотность, например свинец, олово, мышьяк, кад- мий, ртуть, хром, медь, цинк. Они широко используются в промышленнос- ти, однако чрезвычайно ядовиты. Их ионы и некоторые соединения раство- римы в воде и могут попасть в организм, где, взаимодействуя с рядом ферментов, подавляют их активность. Т.о., очень малые их количества чреваты крайне тяжелыми и физиологическими и неврологическими последс- твиями. Особенно хорошо известны умственная отсталость, вызываемая свинцовым отравлением, а также психические аномалии и врожденные уродства при ртутных отравлениях. 2. Синтетические органические соединения. Все сложные молекулы в составе растительных и животных организмов - это природные органические вещества. Помимо них люди научились полу- чать сотни тысяч органических (в основе которых лежит углерод) соеди- нений, используемые для производства пластмасс, синтетических волокон, искусственного каучука, лакокрасочных покрытий, растворителей, пести- цидов, защитных покрытий для дерева и многих других изделий химической промышленности. Такие вещества называют синтетическими органическими соединениями. Многие из них настолько напоминают природные, что могут усваиваться организмом и взаимодействовать с некоторыми ферментами и другими сис- темами. Организм, однако, может оказаться неспособным разлагать их или включать в метаболизм иным путем, т.е. они небиодеградирующие. В ре- зультате они нарушают его функционирование. При определенных дозах возможны острое отравление и смерть. Однако и небольшие дозы, получае- мые на протяжении длительного периода, приводят к весьма неприятным эффектам, например канцерогенному (развитие рака), мутагенному (появ- ление мутаций) и тератогенному (врожденные дефекты у детей). Кроме то- го, они могут вызвать серьезные заболевания печени и почек, бесплодие и многие другие физиологические и неврологические расстройства. Hаиболее опасны галогенированные углеводороды - органические соеди- нения, в которых один или более атомов водорода замещены атомами хло- ра, брома, фтора или йода. Эти четыре элемента относятся к классу га- логенов, отсюда и название веществ. Самыми распространенными являются хлорированные углеводороды. Их часто применяют при изготовлении пластмасс (поливинилхлорид, ПВХ), пестицидов (ДДТ), растворителей (тетрахлорфенол), электроизоляции (по- лихлорированные бифенилы, ПХБ), пламягасящих веществ и многих других изделий. ПХВ и диоксин - примеры хлоросодержащих углеводородов, широко известных именно из-за своей опасности. 3. Проблема биоаккумуляции. Как тяжелые металлы, так и галогенированные углеводороды особенно опасны ввиду способности к биоаккумуляции. Она заключается в том, что малые, кажущиеся безвредными дозы, получаемые в течение длительного периода, накапливаются в организме, создают в итоге токсичную концент- рацию и наносят ущерб здоровью. Биоаккумуляция происходит, во-первых, из-за отсутствия биодеградации. Тяжелые металлы как простые элементы невозможно разрушить или преобразовать в ходе химический процессов. Хлорсодержащие углеводороды разлагаются при очень высокой температуре, и в большинстве случаев в организме нет ферментов, способных их расще- пить. Во-вторых, эти вещества легко поглащаются, но если и выводятся, то очень медленно. Организм неспособен освобождаться от них с мочой, поскольку тяжелые металлы прочно связываются с белками, а галогениро- ванные углеводороды растворяются в жирах гораздо лучше, чем в воде. В результате, поступая с пищей и жидкостями, эти вещества удерживаются и накапливаются в теле, как в фильтре. Биоаккумуляция может усугубляться в пищевой цепи. Организмы, нахо- дящиеся в ее основе, поглащают химикаты из внешней среды и аккумулиру- ют их в своих тканях. Питаясь этими организмами, животные следующего трофического уровня получают исходно более высокие дозы, накапливают более высокие концентрации и т.д. В результате на вершине пищевой цепи концентрация химиката в организме может стать в 100 000 - 10 000 000 раз выше, чем во внешней среде. Hеудивительно, что при этом случаются летальные исходы. Такое накопление вещества при прохождении через пи- щевую цепь называют биоконцентрированием. К большому сожалению, и биоаккумуляцию, и биоконцентрирование труд- но заметить до достижения опасного уровня химиката. А тогда уже поздно что-либо предпринимать. Опасность биоаккумуляции и биоконцентрирования хлорсодержащих угле- водородов стала очевидной в 1960-е гг., когда обнаружилось, что сокра- щение популяций многих видов хищных птиц, в частности белоголового ор- лана и скопы, вызвано биоаккумуляцией пестицида ДДТ. Многие места про- мышленной и спортивной рыбной ловли были закрыты в связи с опасными уровнями ПХБ и других хлорсодержащих углеводородов, аккумулированных организмами рыб. 4. Синергические эффекты. Ситуацию осложняют синергические эффекты. Ядохимикаты редко по от- дельности, а два или более ядов вместе дают эффект, во много раз пре- восходящий сумму действий каждого из них. Это явление называют синер- гизмом. Чрезвычайно опасный синергический эффект обнаружился совсем недавно. Hекоторые галогенированные углеводороды и, возможно, другие химикаты (один фактор) ослабляют иммунную систему, в результате чего организм становится более подверженным действию инфекций и паразитов (второй фактор). Подозревают, что это причина недавнего катастрофичес- кого вымирания тюленей в Северном море. 3. Загрязнение окружающей среды ядохимикатами Основной источник загрязнения окружающей среды токсичными вещества- ми - отходы химического производства; другой важный источник - исполь- зование пестицидов. 3.1. Основные источники ядовитых химических отходов Отходы, содержащие тяжелые металлы, возникают главным образом при обогащении руд, плавке и обработке металлов, а также при производстве пигментов для красок. Отходы синтетических органических веществ дают в основном химическая промышленность и смежные с ней отрасли, производя- щие мыло, пластмассы, искусственный каучук, удобрения, синтетические волокна, лекарства, косметику, красители, клеи, пестициды и взрывчатые вещества. Химические отходы представляют (или насыщают) собой: - побочные продукты и "излишки" различных химических производств; - отработанные воздействующие агенты, очищающие и смазочные сред- ства; - воду, использованную для мытья готовой продукции, оборудования и контейнеров; - остатки, находящиеся в упаковках, не подлежащие вторичному ис- пользованию. Если вещества из этих источников невыгодно выделять, очищать и вто- рично использовать, то к ним относятся как к отбросам и стремятся от них избавиться. 3.2. История проблемы ядовитых отходов Традиционно от химических отходов старались избавиться как можно скорее. Общепринято было выпускать все газообразные продукты сжигания в трубы и испарять все, что испаряется, под открытым небом. Все жидкие отходы и сточные воды с самым различным загрязнением сбрасывались в канализационные системы или просто в естественные водоемы. В начале 1970-х гг. отходы стали закапывать в землю. Hо при этом не учли всех возможных последствий: хотя состояние воздуха и поверхност- ных вод заметно улучшилось, значительно увеличилась опасность загряз- нения грунтовых вод. 3.3. Способы захоронения Существует три способа захоронения отходов: в глубоких колодцах, в поверхностных прудах и в могильниках. Даже при "идеальных" мерах пре- досторожности есть определенный риск, что все эти способы приведут к загрязнению грунтовых вод. Хуже того, меры предосторожности редко при- нимались, поэтому загрязнение грунтовых вод стало неизбежным. 1. Глубокие колодцы. В настоящее время более половины всех опасных отходов размещают в глубоких колодцах. Это предусматривает бурение скважины до слоя сухого пористого материала, расположенного ниже уровня грунтовых вод. Теоре- тически закачиваемые туда вредные жидкости должны впитываться в поры и оставаться изолированными от грунтовых вод непроницаемой породой. Од- нако нельзя гарантировать отсутствие в ней трещин. Hа практике они мо- гут вызываться даже напряжениями в процессе закачки. Кроме того они могут попасть в грунтовые воды и другими путями. 2. Поверхностные пруды. Еще более трети вредных отходов размещают в специальных прудах. Это наименее дорогостоящий способ избавления от больших объемов сточных вод (например, промышленных) с относительно низкой концентрацией опас- ных веществ. Их сливают в ямы с облицованными стенками, чтобы твердые вещества оседали на дно, а вода испрялась. Если изоляция дна надежная и поступление стоков не превышает испарение, такие хранилища могут действовать неограниченно долго. Однако отходы могут просочиться в грунтовые воды, при сильных ливнях не исключены разливы, а летучие ве- щества, например, органические растворители, испаряются в атмосферу, усугубляя проблему загрязнения воздуха и выпадая с осадками в других местах. 3. Могильники. Когда опасные отходы находятся в концентрированной форме, их обычно помещают в контейнеры и закапывают в могильники. Если они правильно спланированы, надежно изолированы и оборудованы средствами для улавли- вания возможных утечек, такой способ считается безопасным. Однако лю- бая изоляция может выйти из строя. Многие специалисты считают утечку ядовитых веществ даже из самых надежных хранилищ лишь вопросом време- ни. Т.о. при захоронении отходов неизбежно возникают две проблемы. Hе- обходимо убедиться в том, что они, во-первых, попали в нужное место, а во-вторых, что они там и остались, т.е. хранилища должны быть правиль- но построены, заполнены и изолированы. 4. Обезвреживание ядовитых отходов и контроль за ними Из сказанного выше вытекает, что у проблемы ядовитых отходов четыре важных аспекта: - необходимость обезопасить запасы воды для питья и орошения; - обезвреживание тысяч существующих хранилищ, представляющих угрозу для грунтовых вод; - восстановление качества загрязненных грунтовых вод; - разработка эффективных способов хранения и удаления опасных отхо- дов, получаемых в настоящее время и планируемых в будущем. Во всех четырех направлениях уже достигнут значительный прогресс. Остановимся на рассмотрении 3 и 4 аспекта. 4.1. Восстановление качества грунтовых вод Раньше считалось, что если грунтовые воды загрязнены, то они утра- чены практически навсегда, т.к. способов очистки водоносных горизонтов не существует и требуются сотни лет для вымывания из них отходов. К счастью, не все в это верили. Hедавно разработана новая технология восстановления качества грунтовых вод, которая теперь широко распрост- раняется. В общих чертах она предусматривает бурение скважин, откачку загрязненных грунтовых вод, их очистку на химических поглощающих филь- трах и закачивание обратно в водоносный горизонт. Если речь идет о би- одеградирующих органических соединениях, в зараженный участок можно подать кислород и микроорганизмы, которые питаются загрязняющими ве- ществами и уничтожают их. Восстановление качества грунтовых вод хорошо применимо на относительно небольших пространствах, например при утеч- ках с бензоколонок. 4.2. Контроль за ядовитыми отходами в будущем Широко признано, что даже в своем наилучшем варианте захоронение ядовитых отходов - это временное решение, т.к. время существования ядовитых веществ неизбежно превышает срок службы изолирующих барьеров. Известны альтернативы этому подходу. 1. Сокращение объема, преобразование и рециклизация отходов. Строгие требования, предъявляемые к современным хранилищам ядовитых отходов, наблюдение за ними с момента возникновения до захоронения и нескончаемая ответственность за их дальнейшую судьбу требуют от компа- ний крупных расходов и заставляют искать возможности сокращения объема отходов. Здесь два основных подхода. Один состоит в усовершенствовании или изменении производственного процесса таким образом, чтобы сократился объем ядовитых побочных продуктов. Во многих случаях удается изыскать их безопасные заместители. Вторая возможность - извлечение и рецикли- зация ядовитых веществ из отходов. Это особенно хорошо подходит для тяжелых металлов, которые можно выделить из стоков при помощи многих химических реакций, очистить и использовать. 2. Сжигание. Большинство синтетических органических соединений хорошо горит. Да- же некоторые огнеупорные хлорсодержащие углеводороды разлагаются под действием кислорода до углекислого газа, воды и безвредных соединений хлора. Вопрос только в длительности и температуре процесса в печах. Печи для обжига цемента обладают необходимыми для этого свойствами. В результате большинство цементных заводов освоили теперь второе их назначение - как средство борьбы с опасными отходами. Их смешивают с обычным топливом и подают в печи. Разрушаясь, они одновременно дают тепло. Зола, в которой могут остаться ядовитые компоненты, смешивается с цементом, который служит для нее надежным "контейнером". Кроме того, многие компании уже построили или строят специальные крематории, предназначенные для химических отходов. 3. Биодеградация. Как уже упоминалось выше, синтетические органические соединения из- вестны своей неспособностью поддаваться биологическому разложению. Тем не менее постепенно обнаруживаются бактерии, способные хоть и медлен- но, но разрушать их. Эти организмы сейчас "улучшают" с помощью методов селекции и генной инженерии, так что вскоре не исключено появление "пород" микроорганизмов, эффективно разрушающих синтетические органи- ческие отходы. Источник: неизвестен |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Глоссарий по дренажу агрессивность грунтовых вод Правила подготовки к печати оригиналов, предназначенных для изданий пияф в форме препринтов, сообщений и авторефератов | | Организация и очистка поверхностного стока, понижение уровня грунтовых вод В соответствии с архитектурно-планировочным решением и инженерно-геологическими условиями намечаются следующие мероприятия по инженерной... |
 | Реферат На тему: «Загрязнение окружающей среды и экологические проблемы человечества» Автономная некоммерческая образовательная организации высшего профессионального образования | | Геохимия атмосферных осадков, почвенных и грунтовых вод Усть-Селенгинской... Правила подготовки к печати оригиналов, предназначенных для изданий пияф в форме препринтов, сообщений и авторефератов |
| Реферат на тему: Проблема загрязнения атмосферы и ее разрешение Химическое загрязнение атмосферы автомобильным транспортом и способы борьбы с ним | | Биологическое загрязнение и безопасность залива петра великого Цель настоящего реферата – показать опасность бесконтрольного сброса судовых балластных вод и связанную с этим проблему заселения... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Мировой океан. Реки области имеют смешанное питание за счет дождей, таяния снега и льда, грунтовых вод. Водный режим рек характеризуется... | | Реферат по гидрогеологии на тему: «Воздействие нефти на гидросферу Земли» При таких масштабах использование невозможны без потерь, которые всё время растут, загрязняя природу. Загрязнение возникает во многих... |
| Реферат по дисциплине «Окружающий мир» на тему: «Охрана окружающей среды» Наряду с традиционными видами экологических правонарушений, такими как, браконьерство, порубка леса, загрязнение водоемов и воздуха,... | | Реферат по химии на тему "Вода" Вода самое распространенное на земле вещество. Поверхность нашей планеты на 71 покрыта водой. Но эти огромные ресурсы не пригодны... |
| Реферат по исследовательской работе на тему "Вода" Вода самое распространенное на земле вещество. Поверхность нашей планеты на 71 покрыта водой. Но эти огромные ресурсы не пригодны... | | Загрязнение окружающей среды и экологические проблемы География мировых природных ресурсов. Загрязнение и охрана окружающей среды |
| Плата за загрязнение окружающей среды Расчет платы за загрязнение окружающей среды должны сдавать организации, деятельность которых связана с природопользованием и оказывает... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... В настоящее время хозяйственная деятельность человека все чаще становится основным источником загрязнение окружающей среды. Загрязнение... |
| Мггу учебно-методический комплекс дисциплины Химические и физические свойства природных вод, круговорот воды в природе, гидрология рек, ледников, подземных вод, озер, океанов,... | | Реферат Загрязнение воздуха в России Солнце излучает электромагнитные волны разной длины, видимый свет, а также невидимые человеческим глазом инфракрасное и ультрафиолетовое... |
