Контрольная работа по "Экологии". 89

    1) Промышленное загрязнение природной среды.  

          На всех стадиях  своего развития человек был тесно связан с окружающим миром.  Но с тех пор как появилось высокоиндустриальное общество,  опасное вмешательство человека   в природу резко усилилось,  расширился объём этого  вмешательства,  оно стало  многообразнее  и  сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества. Расход невозобновимых  видов сырья повышается, все больше пахотных земель выбывает из экономики, так на них строятся города и заводы. Человеку приходится все больше вмешиваться  в  хозяйство  биосферы  - той части нашей планеты, в которой существует жизнь. Биосфера Земли в настоящее время подвергается  нарастающему антропогенному воздействию. При этом можно выделить несколько наиболее  существенных процессов, любой  из которых не улучшает экологическую ситуацию на планете.

    Наиболее  масштабным и значительным  является  химическое загрязнение природной среды загрязнители промышленного происхождения. За последние сто  лет развитие промышленности "одарило" нас такими производственными процессами,  последствия которых вначале человек  еще не мог себе представить.

ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ.

    В основном существуют три основных  источника  загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное  производство. Главными источниками загрязнения атмосферы являются:  тепловые электростанции и теплоцентрали (сжигающие органическое топливо), металлургические предприятия, машиностроение, химическое  производство, добыча и переработка минерального сырья, открытые источники (добыча, сельскохозяйственные пашни, строительство). Атмосферные загрязнители разделяют на первичные,  поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные,  являющиеся  результатом превращения последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до  серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. Конкретные загрязняющие вещества, поступающие в атмосферу, приведены в табл.1.

    Основные  источники загрязнения  атмосферного воздуха.     Таблица 1.

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПРИРОДНЫХ ВОД. 

    Основным  источником загрязнения природных вод является промышленность. Поэтому получается так, что при использовании воду, сначала загрязняют, а затем сбрасывают в водоёмы. Внутренние водоёмы загрязняются сточными водами различных отраслей промышленности (металлургической, нефтеперерабатывающей, химической и т. п.).

    Загрязнители  делятся на биологические (органические микроорганизмы), вызывающие брожение вод; химические, изменяющие химический состав воды; физические, изменяющие её прозрачность, температуру и другие показатели. Биологические загрязнения попадают в водоёмы с промышленными стоками в основном с предприятий пищевой, медико-биологической, целлюлозно-бумажной промышленностью. Химические загрязнения поступают в водоёмы с промышленными стоками. К ним относятся: нефтепродукты, тяжелые металлы и их соединения, минеральные удобрения, моющие средства. Наиболее опасные из них: свинец, ртуть, кадмий. Физические загрязнения поступаю в водоём с примышленными стоками, при сбросах из выработок шахт, карьеров, при смывах с территорий промышленных зон, городов, транспортных магистралях, за счет осаждения атмосферной пыли.

    В результате антропогенной деятельности многие водоемы мира и нашей страны крайне загрязнены. Уровень загрязненности воды по отдельным показателям превышает в десятки раз предельно допустимые нормы. Антропогенное воздействие на гидросферу  приводит к снижению запасов питьевой воды; изменению состояния и развития флоры и фауны водоёмов; нарушение круговорота многих веществ в биосфере; снижение биомассы планеты и, как следствие, к воспроизводству кислорода. Опасны не только первичные загрязнения поверхностных вод, но и вторичные, которые образовались в результате химической реакции веществ в водной среде. 

    ЗАГРЯЗНЕНИЕ МИРОВОГО ОКЕАНА 

    Нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенными   загрязняющими веществами в Мировом океане. Наибольшие потери нефти связаны с ее транспортировкой из районов добычи.  Аварийные ситуации, слив за  борт танкерами промывочных и балластных вод,  - все это обуславливает присутствие постоянных полей загрязнения на трассах морских путей. За последние 30 лет, начиная с 1964 года,  пробурено около 2000 скважин в Мировом океане,  из них только в Северном море 1000  и 350 промышленных скважин оборудовано.  Из-за незначительных  утечек ежегодно теряется 0,1 млн.т. нефти. Большие массы нефти поступают в моря по рекам, с бытовыми и ливневыми стоками. Со стоками промышленности ежегодно попадает 0,5 млн.т. нефти. Попадая в морскую среду, нефть сначала растекается в виде пленки, образуя слои различной мощности.

    Пестициды Промышленное производство  пестицидов  сопровождается появлением большого количества побочных продуктов,  загрязняющих сточные  воды. В  водной  среде  чаще других встречаются представители  инсектицидов, фунгицидов и гербицидов. Синтезированные инсектициды делятся  на  три  основных группы:  хлороорганические, фосфороорганические и карбонаты.  

    Синтетические поверхностно-активные вещества. Детергенты (СПАВ) относятся к обширной группе веществ, понижающих поверхностное  натяжение  воды. Они входят в состав синтетических моющих средств (СМС), широко применяемых в быту и промышленности.  Вместе  со сточными водами СПАВ, попадают в материковые воды и морскую среду.  СМС содержат  полифосфаты натрия, в которых растворены детергенты, а также ряд добавочных ингредиентов, токсичных для водных организмов. 

    Тяжелые металлы. Тяжелые металлы (ртуть,  свинец,  кадмий, цинк, медь, мышьяк) относятся к числу распространенных  и весьма токсичных загрязняющих веществ. Они широко применяются в различных промышленных производствах, поэтому, несмотря на очистные мероприятия, содержание соединения тяжелых металлов  в промышленных сточных водах довольно высокое. Большие массы этих соединений  поступают в океан через атмосферу. Около половины годового промышленного производства  ртути (910 тыс.т./год) различными путями попадает в океан. В районах, загрязняемых промышленными водами, концентрация ртути в растворе и взвесях сильно повышается. Заражение морепродуктов  неоднократно  приводило к ртутному отравлению прибрежного населения. Свинец - типичный рассеянный элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: в  горных породах, почвах,  природных водах, атмосфере, живых организмах. Наконец, свинец,  активно, рассеивается в окружающую среду в процессе хозяйственной деятельности человека. Это выбросы с промышленными и бытовыми стоками,  с дымом  и пылью промышленных предприятий,  с выхлопными  газами   двигателей внутреннего сгорания.  Миграционный поток свинца с континента  в океан идет не только с речными стоками, но и через атмосферу. С  континентальной  пылью  океан получает (20-30) т.   свинца в год. 

    Сброс отходов в море с целью захоронения (дампинг). Многие страны,  имеющие выход к морю,  производят морское захоронение различных материалов и веществ, в частности грунта, вынутого при дноуглубительных  работах,  бурового  шлака, отходов промышленности, строительного мусора,  твердых отходов, взрывчатых и химических веществ,  радиоактивных отходов. Объем захоронений составил около 10% от всей массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан. Основанием для дампинга в  море  служит возможность морской среды к переработке большого количества органических и неорганических веществ без особого ущерба воды.  Однако эта способность не беспредельна.

          Поэтому дампинг  рассматривается как вынужденная  мера, временная дань общества несовершенству технологии. В шлаках промышленных производств присутствуют разнообразные органические вещества и соединения тяжелых металлов. Во время сброса прохождении материала сквозь столб воды, часть загрязняющих веществ переходит в раствор, изменяя качество воды, другая сорбируется частицами взвеси и переходит в донные отложения. Одновременно повышается мутность воды. Присутствие большого количества органических веществ создает в грунтах устойчивую восстановительную среду,  в которой возникает особый тип иловых вод,  содержащих сероводород,  аммиак,  ионы металлов 

    Тепловое  загрязнение.  Тепловое загрязнение  поверхности  водоемов   и  прибрежных морских акваторий возникает в результате сброса нагретых сточных вод электростанциями и некоторыми промышленными  производствами. Сброс нагретых вод во многих случаях обуславливает повышение температуры воды в водоемах на  6-8  градусов Цельсия. Площадь пятен нагретых вод в прибрежных районах может достигать 30 кв.км.  Более устойчивая температурная стратификация препятствует водообмену поверхностным и донным слоям. Растворимость кислорода уменьшается, а  потребление  его возрастает, поскольку с ростом температуры усиливается активность аэробных бактерий, разлагающих органическое вещество. 

    ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВЫ

       Нарушение верхних слоев земной коры происходит при: добыче полезных ископаемых и их обогащении; захоронение бытовых  и промышленных отходов; проведений военных учений и испытаний.

       Ежегодно  из недр страны извлекается огромное количество горной массы, а вовлекается в оборот около трети, используется в производстве  около 7 % объема добычи. Большая часть отходов не используется  и скапливается в отвалах. Существенно загрязнение земель в результате седиментации токсичных веществ из атмосферы. Наибольшую опасность представляют  предприятия цветной и черной металлургии. К основным загрязнителям относятся никель, свинец, бензпирен, ртуть и др. Опасны выбросы мусоросжигающих заводов, содержащие тетраэтилсвинец, ртуть, диоксины и т. п. Выбросы ТЭС содержат бензпирен, соединения ванадия, радионуклиды, кислоты и другие токсичные вещества.  Зона загрязнения почвы около труб  имеет радиус 5км и более. Интенсивно загрязняются пахотные земли при внесении удобрении и использовании пестицидов. Особую опасность представляет использование  в качестве удобрений  осадков промышленных сточных вод, как правило, насыщенных отходами гальванического и других производств.

       Антропогенное воздействие на земную кору сопровождается: отторжением пахотных земель или  уменьшением их плодородия; чрезмерным насыщением токсичными веществами; загрязнением грунтовых вод. Особенно в зоне свалок  и сброса сточных вод. 

       Воздействие человека на окружающую среду приняло угрожающие масштабы. Чтобы в корне улучшить положение, понадобятся  целенаправленные и продуманные действия.  Ответственная и действенная политика по отношению к  окружающей  среде  будет возможна лишь в том случае, если мы накопим надёжные данные о современном состоянии среды,  обоснованные знания о взаимодействии важных экологических факторов,  если разработает новые методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимого Природе Человеком.

    2) Биохимические методы очистки сточных вод.    

    Эти методы применяются для очистки хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод от многих, растворенных органических и не которых неорганических веществ. Процесс очистки основан на способности определенных микроорганизмов, использовать указанные вещества для питания: органические вещества для микроорганизмов является источником углерода. Процесс биохимической очистки по своей сути – природный, его характер одинаков для процессов, протекающих как в природных водоёмах, так и в очистных сооружениях.

    Биологическое окисление осуществляется сообществом микроорганизмов (биоценозом), включающим множество различных бактерий, простевших и более высокоорганизованных организмов (водорослей, грибов), связанных между собой в единый комплекс сложными взаимоотношений. Это сообщество называется активным илом.

    Известны  аэробные и анаэробные методы биохимической  очистки сточных вод.

    Аэробный  процесс. Для его осуществления используются группы микроорганизмов, для жизнедеятельности которых необходимы постоянный приток кислорода, температура 20 -30^оС, рН среды 6,5 – 7,5, соотношение биогенных элементов БПК:N: Р не более 100:5:1. Ограничением метода является содержание  токсичных веществ.

    Аэробная  очистка сточных вод проводится в специальных сооружениях: биологические  пруды, аэротенках, окситенках, биофильтрах.

    Биологические пруды предназначены для биологической  очистки и для доочистки сточных  вод в комплексе с другими  очистными сооружениями. Их выполняют  в виде каскада прудов, состоящих  из 3 -5 ступеней. Процесс очистки  сточных вод реализуется по следующей схеме: бактерии используются для окисления загрязнений кислород, выделяемый водорослями в процессе синтеза, а также кислород из воздуха. Водоросли, в свою очередь, потребляют оксид углерода, фосфаты и аммонийный азот, выделяемый при биохимическом разложение органических веществ. Поэтому для нормальной работы прудов необходимо соблюдать оптимальное значение рН и температуру (не менее 6°С) сточной воды.

    Различают пруды с естественной (глубина  не превышает 1 м.) и искусственной (глубина  увеличивается до 3 м.) аэрацией. Применение искусственной аэрации ускоряет процесс очистки сточных вод. Недостатки прудов: низкая окислительная способность, сезонность работы, потребность в больших территориях.

    Сооружения  для искусственной  биологической очистки по признаку расположения в них биомассы можно разделить на две группы:

    - активная биомасса находится  в обрабатываемой сточной воде  во                                                                                                                                                                      взвешенном состоянии (аэротенки, окситенки);

    - активная биомасса закрепляется  на неподвижном материале, а  сточная вода обтекает его  тонким пленочным слоем (биофильтры).

      Аэротенки представляю собой прямоугольный железобетонный резервуар,  разделенный перегородками на отдельные коридоры.

    Для поддержания активного ила во взвешенном  состоянии, интенсивного его перемешивания и насыщения  обрабатываемой смеси кислородом воздуха в аэротенках устанавливаются различные системы аэрации. Из аэротенков смесь обработанной сточной воды  и активного ила поступает во вторичный отстойник,  откуда осевший на дно активный ил с помощью специальных устройств (илососов) отводится в резервуар насосной станции, а очищенная сточная вода поступает либо на дальнейшую доочистку, либо дезинфицируется. В процесс биологического окисления происходит прирост биомассы активного ила. Для создания оптимальных условий ее жизнедеятельности избыток ила выводится из системы и направляется в сооружения для обработки осадков, а основная часть в виде возвратного активного ила снова возвращается в аэротенк. Время нахождения сточной воды в зависимости от её состава  колеблется от 6 – 12 часов. Комплексы очистных сооружений, в состав которых входят аэротенки, имеют производительность от нескольких десятков до 2 -3 млн. м³ сточных вод в сутки.

    Для пневматической аэрации сточных  вод вместо воздуха  может подаваться чистый кислород. Д ля такого процесса используются окситенки, несколько отличные от конструкции аэротенков. Окислительная способность окситенков в 3 раза выше последних.

    Биофильтры находят применение при суточных расходах бытовых и производственных сточных вод до 20 – 30 тыс. м³ в сутки. Биофильтры представляю собой резервуары круглой или прямоугольной формы в плане, которые заполняются загрузочным материалом. По характеру загрузки биофильтры разделяют на две категории: с объёмной и плоскостной загрузкой. Объёмный материал, состоящий из гравия, керамзита, шлака с крупностью фракций 15 – 80 мм, засыпается слоем высотой 2 – 4 м. Плоскостной материал выполняется в виде жёстких (кольцевых, трубчатых элементов из пластмасс, керамики, металла) и мягких (рулонная ткань) блоков, которые монтируются в теле биофильтра слоем толщиной 8 м.

    Анаэробный  процесс. Здесь происходит биологическое  окисление органических веществ  в отсутствие молекулярного кислорода  за счёт химически связанного кислорода в таких соединениях, как SO^2-₄, SO^2-₃, CO^2-₃. Процесс протекает в две стадии: на первой образуются органические кислоты, на второй стадии образовавшиеся кислоты преобразуются в метан и CO₂: органические соединения + О₂ + кислотообразующие бактерии → летучие кислоты + СН₄ + СО₂ + Н₂ + новые клетки + другие продукты → летучие кислоты + О₂ + метанобразующие бактерии → СН₄ + СО₂ + новые клетки.

    Основной  процесс проводится в метантенках. В них перерабатывается активный ил и концентрированные сточные воды (обычно БПК > 5000), содержащие органические вещества, которые разрушаются анаэробными бактериями в ходе метанового брожения. Указанное брожение в естественных условиях протекает на болотах.

    Основная  цель анаэробной очистки – уменьшение объема активного ила или количества органических веществ в сточной  воде, получение метана (до 0,35 м³ при нормальных условиях на 1 кг ХПК) и хорошо фильтрующего и без запаха осадка. Осадки после фильтрации могут быть использованы в качестве удобрения в растениеводстве (если содержание в них тяжёлых металлов ниже ПДК). Получаемый в метантенках газ содержит до 75% (об.) метана (остальное – СО₂ и воздух) и используется в качестве горючего.

    В то же время анаэробный процесс весьма чувствителен к залповым выбросам, что приводит к выходу из «строя» микрофлоры. На её восстановление может быть потрачено от 1 до 6 месяцев. В связи с образованием метана этот процесс взрыво - и пожароопасен.

    Биологическая очистка загрязнённых вод может  быть, помимо биологических прудов, осуществлена в естественных условиях, для чего используют специально подготовленные участки земли (поля орошения и фильтрации). В этих случаях для освобождения сточных вод от загрязняющих примесей используется очищающая способность самой почвы. Фильтруясь сквозь слой почвы, вода оставляет в ней взвешенные, коллоидные и растворённые примеси. Микроорганизмы почвы окисляют органические загрязняющие вещества, превращая их в простейшие минеральные соединения – диоксид углерода, воду, соли.

    Поля  орошения используются одновременно для  очистки сточных вод и выращивания  зерновых и силосных культур, трав, овощей, а также посадки кустарников  и деревьев. Поля фильтрации используются только для очистки сточных вод.

    Земледельческие поля орошения (ЗПО) располагают на местности, имеющей уклон, ступенями  для того, чтобы вода самотёком  переливалась с одного участка на другой. Устройство ЗПО позволяет  комплексно решать проблемы охраны окружающей среды, благоустройства города и развитие пригородного сельского хозяйства.

    После биологической очистки сточных  вод на искусственных сооружениях  общее содержание в них бактерий уменьшается на 90 – 95%, а при очистке  на ЗПО – на 99%. Для полного обеззараживания сточных вод их необходимо подвергнуть химическому обеззараживанию (хлором, озоном, пероксидом водорода, ультрафиолетом, ультразвуком).

    При эксплуатации сооружений биологической  очистки необходимо соблюдать технологический  регламент их работы, не допускать перегрузок и особенно залповых поступлений токсичных компонентов, поскольку такие нарушения могут губительно сказаться на жизнедеятельности микроорганизмов. Поэтому в сточных водах, направляемых на биологическую очистку, содержание нефти и нефтепродуктов должно быть не более 25 мг/л, ПАВ – не более 50 мг/л, растворённых солей – не более 10 г/л.

    Кислотность сточных вод, поступающих на биохимическую  очистку, не должна превышать 9, в противном  случае микроорганизмы-минерализаторы погибнут.  

    3) Оказание доврачебной помощи при утоплении и остром заболевании сердца. 

    УТОПЛЕНИЕ.

    Водный  простор манит прохладой и  тайнами глубин, завораживает своей  красотой и загадочностью. И в  то же время эта среда крайне опасна и враждебна человеку. За последние пять лет в пределах России на воде погибло более 63 тысяч человек, свыше 14 тысяч из них – дети младше 15 лет.

    Этапы оказания первой медицинской  помощи. Выделяют два этапа оказания первой медицинской помощи при утоплении. Первый – это действия спасателя непосредственно в воде, когда утопающий ещё в сознании. Этот вариант представляет наибольшую опасность для спасателя и требует от него, прежде всего умения, плавать, хорошей физической подготовки и владения специальными приёмами подхода к тонущему человеку, а главное – умения освобождаться от «мёртвых» захватов.

    Если  человек без сознания пробыл в  воде более 5 – 10 минут, его, вряд ли удастся  вернуть к жизни. Хотя в каждом конкретном случае исход будет зависеть от времени года, температуры и  состава воды, особенностей организма, а главное – от вида утопления и верно выбранной тактики оказания помощи.

    Признаки  истинного («синего») утопления. Этот тип утопления легко определяется по внешнему виду утонувшего – его лицо и шея сине-серого цвета, а изо рта и носа выделяется розовая пена, набухшие сосуды шеи. «Синее» утопление наиболее часто встречается у детей и взрослых, не умеющих плавать, у лиц состоянии алкогольного опьянения и даже у хороших пловцов при разрыве барабанной перепонки. Когда они внезапно теряют координацию движений. 

    Схема оказания первой медицинской  помощи при истинном («синем») утоплении:

 1. Сразу же после извлечения  утонувшего из воды нужно перевернуть  его     лицом вниз и опустить его голову ниже его таза;

 2. Очистить рот от инородного  содержимого и слизи. Резко надавить на корень языка;

 3. При появлении рвотного и кашлевого рефлексов добиться полного удаления воды из дыхательных путей и желудка;

 4. При отсутствии рвотного рефлекса  и самостоятельного дыхания положить  на спину и приступить к  сердечно-легочной реанимации, периодически удаляя содержимое ротовой полости и носа;

 5. При появлении признаков жизни  перевернуть лицом вниз и удалить  воду из лёгких и желудка;

 6. Пришедшего в сознании укрыть, согреть и следить за его  состоянием до прибытия врача;

 7. Нельзя оставлять пострадавшего без внимания даже на минуту, и нужно быть готовым в любой момент приступить к сердечно-лёгочной реанимации;

 8. В случаях развития отёка лёгких: а) усадить; б) наложить жгуты на бёдра; в) дать вдыхать кислород через пары спирта;

 9. Перенести пострадавшего от места  происшествия до лечебного учреждения  только на носилках;

 10. Самостоятельно транспортировать  пострадавшего в больницу можно  только при полном отсутствии  возможности вызвать бригаду  «Скорой помощи». 

    Недопустимо!

 1.Приступать  к оказанию помощи без предварительного  удаления воды из лёгких и  желудка.

 2. Продолжать удаление воды более  20 – 30 секунд без явных признаков  жизни, рвотного и кашлевого  рефлексов, дыхательных движений.

 3. Самостоятельно перевозить пострадавшего при возможности вызова спасательных служб.

 4. Оставлять пострадавшего без  внимания даже на минуту (в  любой момент могут наступить  повторная остановка сердца и  внезапная потеря сознания).  

    «Бледное» утопление.

    Этот  тип утопления встречается в  случаях, когда вода не попала в лёгкие и желудок. Подобное происходит при утоплении в очень холодной или хлорированной воде. В этих случаях раздражающее действие ледяной воды в проруби или сильно хлорированной в бассейне вызывает рефлекторный спазм голосовой щели, что препятствует её проникновению в лёгкие.

    К тому же неожиданный контакт с  холодной водой часто приводит к  рефлекторной останове сердца. В каждом из этих случаев развивается состояние  клинической смерти. Кожные покровы  приобретают бледно-серый цвет, без выраженного цианоза. Отсюда и название такого типа утопления.

    Характер  пенистых выделений из дыхательных  путей будет так же заметно  отличаться от обильного пенообразования  при истинном «синем» утоплении. «Бледное» утопление очень редко  сопровождается выделением пены. Если и появляется небольшое количество «пушистой» пены, то после её удаления на коже или салфетке не остаётся влажных следов. Такую пену называют «сухой». 

    Оказание  неотложной помощи при  «бледном» утоплении (после  извлечения из проруби).

 1. Сразу же после извлечения  из воды нужно перенести тело  на безопасное расстояние от  проруби, оценить состояние зрачков  и пульсацию на сонной артерии;

 2. При отсутствии зрачкового и  роговичного рефлексов, пульсации на сонной артерии приступать к сердечно-лёгочной реанимации;

 3. При появлении признаков жизни  перенести постр вшего в тёплое помещение, переодеть в сухую одежду, дать обильное тёплое питьё;

 4. Вызвать «Скорую помощь»;  ада