Охрана биосферы от загрязнений
Чистый воздух, чистая вода, цветущая природа — основа здоровой жизнедеятельности большинства живых организмов. Человек, лишенный воздуха, погибает через 3-10 минут. Многие заболевания живых организмов обусловлены загрязнением воздуха и воды пылью, вредными веществами, болезнетворными организмами.
Лучший способ охраны биосферы от загрязнений — исключение видов деятельности человека, технологических процессов, сопровождающихся ее загрязнением. Создание малоотходных и безотходных производств — главное направление в природоохранной деятельности человека. Однако полностью исключить антропогенное загрязнение элементов биосферы нельзя, так как без многих загрязняющих процессов невозможно жизнеобеспечение человека. Например, люди и животные, которых они выращивают, должны дышать, освобождать свой организм от продуктов жизнедеятельности, которые не улучшают атмосферу и гидросферу. Человек не может не выплавлять железо, не сжигать топливо для обеспечения тепла, при производстве электроэнергии, при передвижении в автомобилях, поездах, самолетах, кораблях и многое, многое другое. Поэтому другим основным направлением в природоохранной деятельности человека является очистка воздуха, воды, почвы от загрязнений до санитарных норм.
Технологические мероприятия, направленные на предотвращение антропогенного загрязнения биосферы отходами и вредными веществами, обычно связаны с физико-химическими и химическими процессами. Поэтому эти мероприятия по охране биосферы мы, как химики, рассмотрим более детально.
Источник
Охрана биосферы от загрязнения выбросами хозяйственной деятельности.
Учебные вопросы:
1.Влияние урбанизации на биосферу.
2.Роль человеческого фактора в решении проблем экологии.
Охрана биосферы – это совокупность международных, государственных, политических, правовых, технических, социально-экономических, общественных и других природоохранных мероприятий, направленных на оптимальное сохранение устойчивого равновесия в биосфере, благоприятного для жизнедеятельности живых организмов, на рациональное использование, воспроизводство и сохранение материальных и энергетических природных ресурсов.
Продолжительное время деятельность человек существенно не влияла на ход природных физико-химических процессов и не приводила к заметным изменениям в природной среде. Если изменения и происходили, то очень медленно и постепенно.
Научные и технические достижения человека привели к научно-технической революции, которая вызвала не только переворот в производительных силах общества, но и породила опасные заблуждения о всесилии и господстве человека над природой.
Бурное развитие хозяйственной деятельности привело к интенсивному и часто к губительному воздействию на природу. Воздействие человека происходит путем преобразования естественных природных систем, а также в результате загрязнения воды, воздуха и почвы различными химическими веществами.
Человек воздействует на природу по нескольким направлениям:
1) изменением структуры земной поверхности (распашка земель, добыча
полезных ископаемых, вырубка лесов, осушение болот и др.);
2) изменением химического состава природной среды в результате изъятия полезных ископаемых, размещения отходов производства на полигонах, загрязнения вредными примесями атмосферы, водных объектов и почвы;
3) изменением теплового баланса как на региональном, так и на планетарном уровне.
Деятельность человеческого общества является одним из значительных факторов, оказывающих воздействие на окружающую среду. С ростом численности населения Земли, повышением мощности производительных сил, увеличением количества потребляемых природных ресурсов и производимых отходов различных видов, нагрузка на биосферу со стороны общества постоянно возрастает. В этой ситуации необходимым условием сохранения устойчивости естественной среды является внедрение и широкое использование принципов рационального природопользования, а также улучшение понимания людьми возможных последствий их действий и решений.
Чтобы принимать долгосрочные решения, необходимо обратить внимание на принципы, определяющие устойчивое развитие, а именно:
– стабилизация численности населения;
– переход к более энерго и ресурсосберегающему образу жизни;
– развитие экологически чистых источников энергии;
– создание малоотходных промышленных технологий;
– создание сбалансированного сельскохозяйственного производства, не истощающего почвенные и водные ресурсы и не загрязняющего землю и продукты питания;
– сохранение биологического разнообразия на планете.
Так же важным шагом в исправлении сложившейся экологической ситуации – это нахождение нового источника энергии. Ведь это поможет решить главную проблему – загрязнение атмосферы. Химическое топливо – сегодня единственный экономически выгодный источник энергии. Однако, не самый экологически чистый, к тому же минеральное топливо рано или поздно будет исчерпано на столько, что его не будет хватать человечеству с их потребностями (если, конечно, к тому времени человечество не исчезнет вследствие своих действий на Земле). Поэтому необходимо искать новый источник энергии, и этот источник должен быть не просто экологически чистым, но и выгодным с экономической точки зрения. Конечно, уже сегодня существуют альтернативные источники энергии: электромобиль, двигатель на воде, на спирте и многие другие. Но они не перспективны, так как, либо они не выгодны в экономическом отношении, либо у них низкий КПД. В любом случае прогресс постоянно движется вперёд, поэтому необходимо как усовершенствовать старое, так и изобретать новое.
Необходимые меры для решения глобальных экологических проблем следующие. Прежде всего, следует перейти от потребительского подхода к природе к поиску гармонии с нею. Для этого, в частности, необходим целый ряд целенаправленных мер по экологизации производства: природосберегающие технологии, обязательная экологическая экспертиза новых проектов, создание безотходных технологий замкнутого цикла.
Другой мерой, направленной на улучшение взаимоотношений человека и природы, является разумное самоограничение в расходовании природных ресурсов, особенно — энергетических источников (нефть, уголь), имеющих для жизни человечества важнейшее значение.
Подсчеты международных экспертов показывают, что если исходить из современного уровня потребления (конец XX в.), то запасов угля хватит еще на 430 лет, нефти — на 35 лет, природного газа — на 50 лет. В связи с этим необходимы разумные структурные изменения в мировом энергобалансе в сторону расширения применения атомной энергии, а также поиск новых, эффективных, безопасных и максимально безвредных для природы источников энергии, включая космическую.
Контрольные вопросы:
1. Дать понятие охраны биосферы как совокупности природоохранных мероприятий;
2. Каково влияние урбанизации на биосферу?
3. Определить роль человеческого фактора в решении проблем экологии.
Источник
Лекция 5. Охрана биосферы от загрязнений выбросами хозяйственной деятельности
Охрана биосферы от загрязнения является комплексной задачей. Экологическая безопасность общества определяется многими факторами: Экономическими, социальными, технологическими и др.
Охрана биосферы осуществляется по двум направлениям:
совершенствование производственных отношений, т. е. создание действующей системы природоохранных мероприятий;
совершенствование производительных сил, т. е. создание не разрушающих природу производств.
Совершенствование производственных отношений возможно при сочетании административного и экономического методов.
Административный метод охраны окружающей природной среды предполагает регулирование со стороны государства. Государство через систему соответствующих органов устанавливает правовые нормы, регулирующие экологические отношения, определяет отношения, определяет меры и средства осуществления государственного контроля, устанавливает меры юридической ответственности за экологические правонарушения.
Экономический метод охраны окружающей природной среды подразумевает усиление рыночных средств воздействия на экологические процессы, предупреждение загрязнений.
Совершенствование производительных сил достигается технологическими методами, т. е. путем совершенствования очистки промышленных выбросов и переработки отходов производства, создавая малоотходных технологий, комплексного использования природного сырья.
Технологические методы направлены на создание не разрушающих природу производств. Основным принципом при создании не разрушающих природу производств является оказание минимального воздействия на окружающую природную среду. Эта задача решается двумя путями: уничтожение вредных выбросов; создание малоотходных и ресурсосберегающих производств.
Уничтожение вредных выбросов
Уничтожение вредных выбросов достигается в процессе очистки
бытовых и промышленных стоков, газообразных выбросов, а также методами утилизации, т. е. переработки бытовых и промышленных отходов.
Очистка газообразных выбросов включает:
Рассеяние химических соединений в атмосфере через высотные трубы. На большинстве бытовых и промышленных предприятий для отвода газообразных выбросов используются трубы высотой 200—350 м. Такая высота труб позволяет распределить загрязняющие вещества на большие площади, при этом значительно снижается их концентрация в атмосфере. Из трубы высотой 200 м газовые потоки рассеиваются на 20 км, а из трубы высотой 250 м—на 75 км.
Очистку атмосферных выбросов от пыли с применением:
механических обеспыливающих устройств, в которых пыль отделяется под действием гравитационных, инерционных или центробежных сил;
мокрых методов очистки (использование аппаратов, в которых пыль поглощается жидкостью);
электрофильтров (осаждение пыли осуществляется за счет ионизации газа и содержащейся в нем пыли).
Очистка атмосферных выбросов от токсичных веществ:
Адсорбционные методы очистки, которые основаны на избирательном поглощение газов или паров жидкостями;
Каталитические методы очистки, которые основаны на каталитических окислительно-восстановительных реакциях, в результате которых происходит химическое превращение токсичных веществ в более безобидные соединения.
Очистка сточных вод производится различными методами в зависимости от вида стоков.
Различают промышленные и бытовые стоки. Промышленные стоки содержат специфические загрязнители, поэтому их запрещено сбрасывать в общую городскую систему водоотведения. Методы отчистки промышленных стоков определяются физико-химической природой загрязнителей. Очистка производится в несколько этапов.
На первом этапе производится очистка от взвешенных и коллоидных частиц, т. е. механическая очистка, которая производится методами фильтрации, флотации, коагуляции.
Фильтрация применяется для отделения твердых или жидких ве-
ществ от сточных вод. К качестве фильтров используются: металлическая или пластмассовая сетка, зернистый слой (песок, уголь, коксовая мелочь), тканевые перегородки из асбеста, стеклянного или искусственного волокна.
Флотация — метод основан на различной смачиваемости частиц. Этот метод применяется для очистки стоков от взвешенных механических примесей. В емкость с очищаемыми водами снизу подается воздух. Пузырьки адсорбируются на поверхности частиц и выносят их на поверхность, т. е. образуется пена.
Коагуляция — процесс укрупнения диспергированных частиц и объединение их в агрегаты под влиянием физических и химических процессов, самопроизвольно протекающих в растворе, или под влиянием специальных веществ — коагулянтов. В качестве коагулянтов используют соли железа, кремниевую кислоту.
На втором этапе производится очистка сточных вод от растворенных в них химических соединений. На этом этапе применяются: экстракция, адсорбция, ионообменные методы очистки.
Экстракция — использование растворителей для извлечения токсичных веществ из очищаемых стоков. Этот метод применяется для очистки стоков от органических соединений (масел, фенолов, органических кислот).
Адсорбция — поглощение токсичных веществ твердым веществом — адсорбентом. Этот метод применяется для очистки сточных вод от органических соединений (красители, пестициды, фенолы).
Ионообмен — использование ионитов, которые участвуют в реакции с ионами очищаемых сточных вод. Ионообменная очистка применяется для извлечения из сточных вод металлов, а также соединений мышьяка, фосфора, цианидов.
Бытовые стоки очищают на городских станциях очистки также в несколько этапов.
Первый этап — очистка от механических примесей, которая производится в отстойниках, где удерживается 20—30% загрязнений.
Второй этап — биологическая очистка (очистка от органических соединений), для которой используется так называемый активный ил. В специальных бассейнах, которые продуваются воздухом, микроор-
ганизмы превращают органические соединения в ил, способный осесть. Выпавший осадок собирают, высушивают и компостируют вместе с мусором или в жидком виде отправляют на поля в качестве удобрений.
Третий этап — химическая очистка. Она производится с целью удаления из воды растворенных соединений фосфора, стимулирующих размножение водорослей. К воде примешивают особые химикаты, которые вызывают выпадение всех растворенных веществ, в том числе фосфатов, в осадок.
Утилизация твердых отходов. Под твердыми отходами подразумевается бытовой и промышленный мусор.
Прежде проблема мусора решалась вывозом на городскую свалку. В настоящее время, когда объем отходов многократно возрос, такой антиэкологический подход недопустим. Свалки портят ландшафт, отравляют грунтовые воды, заражают воздух. Остро встал вопрос о переработке мусора и о вторичном его использовании, т. е. получении сырья и энергии из мусора. В природе, т. е. в естественной экосистеме, отходов не бывает благодаря механизму кругооборота.
Утилизация бытового мусора происходит путем компостирования и сжигания. При сжигании образуется энергия, которую можно использовать. Например, в Роттердаме мусоросжигательная установка снабжает химическую промышленность города дистиллированной водой.
Утилизация промышленного мусора. Отходы горнодобывающей и металлургической промышленности используются в строительной промышленности в качестве пористого строительного материала.
Источник
