Способы очищения окружающей среды

Источники загрязнения окружающей среды и способы очистки

Источники загрязнения окружающей среды и способы очистки

Источники загрязнения атмосферы

Два источника загрязнения атмосферы: естественный и антропогенный.

От естественных источников в атмосферу поступает: пыль космическая (до 5 миллионов тонн в год), пыль вулканическая, пыль растительная, пыль от эрозий почвы, морская соль, дымы от пожаров, вулканические газы, газы от разложения растений и животных, газы от жизнедеятельности растений и животных. Особую роль играет атмосферная пыль. Она способствует конденсации паров воды и образованию осадковОсновными источниками антропогенного загрязнения атмосферы являются: теплоэнергетика, транспорт, промышленность, нефтепереработка и газопереработка, испытания оружия. Самые распространённые загрязнители атмосферы: оксиды углерода, диоксид серы, пыль, оксиды азота, углеводороды. В воздухе атмосферы присутствуют более 500 вредных веществ антропогенного происхождения.

Последствия загрязнения атмосферы.

Запылённость атмосферы оказывает влияние на отражающую способность Земли Частицы пыли сокращают доступ ультрафиолетовой радиации и образуют ядра конденсации паров воды. Всё это увеличивает отражающую способность атмосферы и приводит к похолоданию климата. Пыль, попавшая на поверхность ледников, поглощает энергию и способствует их таянию.

Загрязнение оксидами углерода.

Это приводит к повышению температуры преземного слоя атмосферы. влияет на организмы животных (разрушает гемоглобин, расстраивает нервную и сердечно-сосудистую системы).

Загрязнение оксидом серы.

Накопление кислот и сульфатов в атмосфере приводит к выпадению кислотных осадков. В настоящее время, плотность дождевой воды над промышленными районами превышает норму в 10-1000 В подкисленных водных экосистемах все организмы быстро вымирают или из-за прямого воздействия ионов водорода или из-за невозможности разложения или из-за отравления вредными веществами, образующимися из-за действия кислот на почву.

образованием атомарного кислорода и азота. Атомарный кислород и озон вступают в соединение с углеводородами с образованием свободных радикалов – молекул, с незаполненными связями, вследствие чего обладающие высокой химической активностью. Свободные радикалы взаимодействуют друг с другом и с веществами, находящимися в атмосфере, образуя вторичные загрязнения – фотохимический смог.

Физико-химические методы очистки атмосферы

Наибольшее распространение при очистке газов получили адсорбционные, абсорбционные и каталитические методы.

Абсорбция — поглощение газов или паров из газовых или паровых смесей жидкими поглотителями, называемыми абсорбентами.

Адсорбция — избирательное извлечение компонентов посредством твердых материалов, называемых адсорбентами и имеющих большую удельную поверхность.

Каталитическая очистка основана на каталитических реакциях, в результате которых примеси превращаются в безвредные, менее вредные или легко удаляемые соединения.

Санитарная очистка промышленных выбросов включает в себя очистку от оксидов углерода, оксидов азота, оксидов серы и пыли.

Источники загрязнения гидросферы.

Ежегодно в мире образуются около 1 триллиона м 3 сточных вод. Из них примерно 20% сбрасываются без очистки.

При технологических процессах образуются следующие виды сточных вод:

Реакционные воды — образуются в процессе реакции с выделением воды. Загрязнены как исходными продуктами, так промежуточными и конечными.

Воды, содержащиеся в сырье и исходных материалах в исходном и связанном виде. Загрязнены аналогично реакционным водам.

Промывочные воды – образуются после мытья оборудования, сырья, тары. Загрязнены исходными и конечными продуктами.

Водные абсорбенты и экстрагенты.

Охлаждающие воды в основном не соприкасаются с технологичными продуктами и могут использоваться в системах оборотного водоснабжения.

Атмосферные осадки, стекающие с промышленных площадок – особенно агрессивны, т.к. загрязнены выбросами предприятий.

Химические – кислоты,щёлочи, соли, пестициты, фенолы

Биологическое – вирусы, бактерии,водоросли

Физическое – радиоактивные элементы, органические, Глина,песок

Бактериальное – патогенные бактерии, вирусов, радиоактивное загрязнение,

Тепловое – связано с повышением температуры вод,

Последствия загрязнения гидросферы

— нарушение устойчивости экосистемы

— появление красных приливов

— накопление химических токсикантов в биоте

— снижение биологической продуктивности

-возникновение мутагенеза и канцерогенеза в морской среде

— микробиологическом загрязнении прибрежных районов моря

Механическая очисткаЭтот метод очистки используется для удаления из сточных вод нерастворимых примесей.

Методы физико-химической очистки сточных вод основаны на изменении физического состояния загрязнителей и в большинстве случаев требуют применения реагентов

Химическая или реагентная очисткаОдним из видов обработки сточных вод является реагентная очистка, которая представляет собой сочетание различных типов химических реакций, приводящих к удалению из сточных вод токсичных компонентов.

Методы биохимической очистки применяются для удаления из сточных вод органических веществ.

Удаление остаточных органических веществПосле биохимической очистки могут остаться органические, вещества плохо усваиваемые микроорганизмами. Лучший способ их удаления — адсорбция активированным углем, который впоследствии регенерируют.

Обеззараживание водыХорошо известно, что через воду могут распространяться такие страшные заболевания, как холера, брюшной тиф, инфекционный гепатит, дифтерия и др. Поэтому последней стадией подготовки воды для питьевых и других нужд является ее обеззараживание, т.е. уничтожение болезнетворных микроорганизмов.

Существуют следующие источники загрязнения почвы:

Жилые дома и бытовые предприятия. В числе загрязнений – бытовой мусор, пищевые отходы, строительный мусор и т.д.

Промышленные предприятия сбрасывают твёрдые и жидкие отходы в т.ч. чрезвычайно токсичные (цианиды, тяжёлые металлы).

Теплоэнергетика. В числе отходов – сахар, несгоревшие частицы, шлак, оксиды серы.

Сельское хозяйство. В числе отходов – ядохимикаты, удобрения.

Транспорт. В числе отходов – соединение свинца, углеводороды.

Самоочищения почвы практически не происходит. Поэтому ядовитые вещества накапливаются в ней, поглощаются растениями и далее передаются по трофическим цепям.

Последствия загрязнения литосферы

изменение рельефа местности

Активизация опасных геологических процессов (карст, оползни) ,оседание и сдвижение горных пород.

Изменение физических полей, особенно в районах вечной мерзлоты

Химическое загрязнение почв, механическое нарушение почв

— Зашита почв от водной и ветровой эрозии

— организация севооброботов и системы обработки почв с целью повышения их плодородия

— мелиоративные мероприятия (борьба с заболачиванием и засолением почв)

— рекультивация нарушенного почвенного покрова

защита почв от загрязнения а полезной флоры и фауны от уничтожения

— предотвращение необоснованного изъятия земель из сельскохозяйственного оборота.

Классификация загрязнений окружающей среды. биосферы

Минералы, неорганические кислоты и соли.

Органические кислоты и соли.

Вещества, имеющие питательную ценность для растений.

Существует и иная классификация, которая первоначально делит загрязнения на естественные и антропогенные.

К антропогенным относятся:

Механические (загрязнение среды компонентами, оказывающие лишь механическое воздействие без физико-химических последствий).

Химические (изменение естественных химических свойств среды).

Физическое (шумовое, световое, тепловое, электромагнитное, радиоактивное).

Биологическое (загрязнение путём внесения в среду биологического организма).

Ущерб Экологические проблемы биосферы.

Ущерб биосферы — парниковый эффект, истощение озонового слоя, массовое сведение лесов, которое нарушает процесс круговорота кислорода и углерода в биосфере, отходы производства, сельского хозяйства, производство энергии (ГЭС наносят урон природе и людям — затопление огромных территорий под водохранилища, непреодолимые препятствия на путях миграций проходных и полупроходных рыб, поднимающихся на нерест в верховья рек, застой вод, замедление проточности, что сказывается на жизни всех живых существ, обитающих в реке и у реки; местное повышение воды влияет на грунт водохранилища, приводит к подтоплению, заболачиванию, эрозии берегов и оползням; существует опасность от плотин в районах с высокой сейсмичностью). Все это ведет к глобальному экологическому кризису и требует незамедлительного перехода к рациональному природопользованию.

— разработка различных типов бессточных технологических систем и водооборотных циклов на основе очистки сточных вод

— разработка систем переработки отходов производства во вторичные материальные ресурсы

— создание и выпуск новых видов продукции с учётом требований повторного её использование

— создание принципиально новые производственных процессов позволяющих исключить или сократить технологические стадии на которых произходит образование отходов

Источник

Статьи

Способы очистки природной среды от загрязнений нефтепродуктами

Человечество давно занимается добычей полезных ископаемых, нефти. При этом процесс добычи сопровождается разрушением почвы, загрязнением территорий. Это связано с тем, что при проведении работ используется большегрузная техника, происходит попадание нефтяных продуктов и других вредных веществ в почву, водоёмы и воздух. Причиной загрязнения также является деятельность различных предприятий промышленности, транспорта. Также окружающая среда загрязняется в случае аварийных разливов нефти и нефтепродуктов из ёмкостей и трубопроводов.

Нефть является крайне опасным продуктом в отношении к экологии. Она значительно угнетает происходящие в норме в слоях почвы и водоёмах жизненно важные процессы, резко подавляет их и приводит к иному их протеканию. Самостоятельно восстановиться поражённые участки земли могут, но на это уйдут десятилетия. Возникает необходимость в быстрой и эффективной рекультивации земель.
При выборе методов очистки грунтов учитывают множество факторов. Основными являются характер загрязнения и нормативные требования к качеству земель на данном участке. В некоторых случаях проводятся лишь селективные работы, при которых учитываются цели использования очищенной земли в будущем. При функциональной же очистке почвы проводят снижение показателей загрязняющих веществ до нормальных показателей. В дальнейшем можно использовать территории, очищенные функциональным способом, в любых целях.

Рассмотрим некоторые способы очистки природной среды от загрязнений нефтепродуктами:

Захоронение отходов на специальных полигонах

Самым распространённым и дешёвым методом очистки территории на сегодняшний день является выемка загрязнённого грунта с дальнейшим вывозом и захоронением его в специально отведённых для этих целей местах, так называемых полигонах. Данные участки надёжно изолируют от других компонентов окружающей среды. Однако данный метод не даёт должного эффекта, так как нефть сохраняется в грунте без изменения в течение многих лет. Она продолжает оставаться реальным очагом опасности дальнейшего загрязнения в течение всего этого времени.

Утилизация отходов путём сжигания

Данная методика очистки применяется лишь в случаях аварий, когда происходит большой разлив нефтепродуктов, сопряжённый с угрозой расположенным близко к поверхности земли грунтовым водам, а также источникам питьевой воды. Избыток нефтепродуктов собирают доступным способом, а потом сжигают. При этом продукты неполного сгорания углеводородов также загрязняют окружающую среду. Следует помнить, что в огне гибнут растения, их семена, а также органические вещества, имеющиеся в составе почвы. Происходит нарушение всего биоценоза. Данный способ является методом выбора.

Очистка грунта под воздействием ультразвуковых волн

Высокие цифры давления волны ультразвука вызывают кавитацию (закипание) жидкости. При этом пузыри схлопываются, ионизируются и активируются молекулы, стимулирующие процесс окисления и полимеризации углеводородных молекул. Эффективность данного метода достигает почти 100%.

Очистка загрязнённого грунта электрохимическим методом

При использовании данного способа в загрязнённую почву погружают электроды. Их подключают к источнику постоянного электрического тока. Содержащиеся в почве водные растворы солей служат при этом проводниками электричества. Загрязняющие почву вещества растворяются в содержащейся в ней воде, образуя раствор электролита. Под воздействием электричества они осаждаются на электродах и извлекаются из почвы. Множество способов оказываются непригодными для малопроницаемых почв, а данный метод можно использовать для обработки даже глинистой почвы. При этом электрохимический метод позволяет удалять самые разные загрязняющие вещества, включая молекулы металлов и различные органические соединения.

Метод биологической вентиляции

Одним из способов очистки загрязнённых нефтепродуктами почвы и грунтовых вод является их биологическая вентиляция. В данном случае в загрязнённую зону нагнетается воздух через пробурённые вертикальные и горизонтальные скважины. Это даёт возможность доставить кислород бактериям, обитающим в почве, и разлагающим органические соединения. При этом образующаяся вода и углекислый газ поднимаются на поверхность под воздействием воздуха. К этому моменту значительная часть загрязняющих веществ уже успевает полностью разложиться под воздействием бактерий.

Очистка загрязнений биотехнологическим способом

Рекультивация загрязнённой почвы с применением торфа проводится с учётом выраженной деструктивной активности микроорганизмов, населяющих торф. Сначала вся разлитая нефть собирается с использованием торфа – он впитывает нефтепродукты как губка. Затем торф отжимают. Впитавшаяся нефть при этом отделяется и поступает в специальные принимающие резервуары. Отжатый торф используется для приготовления биологического препарата. Обработанная почва засыпается чистым торфом, органическими веществами и суспензией микроорганизмов, окисляющих углеводороды. В завершение всех работ обработанные участки засеваются специально подобранными семенами бобовых и различными травами.

В последние годы широко используются различные бактериальные препараты, содержащие штаммы микроорганизмов, активно окисляющих молекулы углеводородов. Данные препараты различными способами вводятся в загрязнённую почву. К ним добавляются минеральные соли с содержанием азота и фосфора, а также стимуляторы роста бактерий. Это позволяет активировать микрофлору, населяющую почву и обладающую способностью окислять нефтесодержащие продукты.

При проведении биологической рекультивации за небольшой промежуток времени (2–3 месяца) достигается высокая степень очистки грунта (около 95%).

Можно использовать данный метод для очистки грунта, находящегося на полигонах. Для этого обрабатываемый грунт укладывается слоями на гидроизоляцию, обрабатывается биопрепаратом, периодически перемешивается. В результате за несколько месяцев можно получить очищенный грунт.

Многие биологические препараты позволяют очищать и воду. Их с успехом используют при необходимости очистки водоёмов, в которые поступают загрязнённые воды с парковок, заправочных станций, автомоек, ливневые воды, смывы с дорог.

Существует технология очистки сточных вод с применением специально выведенного генетиками растения, размножающегося естественным способом. Это растение способно окислить и расщепить различные вредные вещества, имеющиеся в воде и усвоить их в качестве питательного вещества. Если вода очищена, растение перерабатывает ил. При полной очистке всего водоёма растение просто перестаёт расти и размножаться. Явным преимуществом данной методики является полное уничтожение запахов и болезнетворных бактерий. Воду из очищенных водоёмов можно подавать в систему оборота водоснабжающих хозяйств для дальнейшего использования в технических целях или сливать в естественные водоёмы.

Существуют также методы очистки загрязнённого воздуха при помощи микроорганизмов, разлагающих вредные вещества на воду и углекислый газ. Состав микроорганизмов подбирается в зависимости от очищаемой смеси.

В данной статье мы рассмотрели основные методы, позволяющие успешно снизить вредное воздействие нефти и нефтепродуктов на природную среду. Данный вопрос является крайне важным при постоянном росте и развитии промышленности.

Источник