Техногенез и загрязнение окружающей среды

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ТОМСКИЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ – ФИЛИАЛ

Агротехнологический факультет

Кафедра технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Экология почв и применение удобрений»

на тему « Техногенез и загрязнение окружающей среды»

Выполнила:

 студентка 4 курса, 210 гр.

заочной формы обучения

Серенкова Д.В.

Проверила к.б., н. доцент

Перченко Н.А.

Томск 2014

Содержание

Введение…………………………………………………………………………2

1 Техногногенез и загрязнение окружающей среды………………………...3

2 Основные меры по защите окружающей среды……………………………11

Заключение………………………………………………………………….....12 Список используемой литературы………………………………………......14

Введение 
         

Вопрос о воздействии человека на окружающую среду находится в центре внимания специалистов и экологов сего мира. И это не случайно, так как крупнейшие глобальные экологические проблемы современности связаны именно с антропогенным загрязнение природы. 
Загрязнением называю поступление в окружающую природную среду любых твердых, жидких и газообразных веществ, микроорганизмов или энергий (в виде звуков, шумов, излучений) в количествах, вредных для здоровья человека, животных, состояний растений и экосистем.  
              Следует отметить, что воздействие человека на биосферу в целом и на отдельные ее компоненты (атмосферу, гидросферу, литосферу и биотические сообщества) достигло к настоящему времени беспрецедентных размеров. Современное состояние планеты Земля оценивается как глобальный экологический кризис. Особенно возросли темпы ингредиентных и параметрических загрязнителей, причем не только в количественном, но и в качественном отношении.

Негативные тенденции этих воздействий на человека и биоту носят не только локальный, но и глобальный характер. 
Таким образом изучение различных типов загрязнений окружающей среды, рассмотрение причин их возникновения и вариантов решения складывающихся проблем, а также воздействие различных видов загрязнений на человека, животный и растительный мир является достаточно актуальным вопросом в современных науках.

1 Техногенез и загрязнение окружающей среды

Техногенезом называют процесс изменения природных комплексов под воздействием производственной деятельности человека. Техногенез заключается в преобразовании биосферы, вызываемом совокупностью геохимических процессов, связанных с технической и технологической деятельностью людей. В большинстве случаев производственная деятельность человека сопровождается негативным воздействием на биосферу, результатом которого является постепенная её деградация. Одним из основных компонентов этого процесса является антропогенное загрязнение экосистем. Непрерывно возрастающая хозяйственная деятельность человека привела к тому, что во многих развитых странах практически не осталось не загрязнённых регионов. Экономический ущерб от загрязнения окружающей среды в развитых странах приравнивается потере 5-10% валового национального продукта.

В настоящее время основной вклад в загрязнение окружающей среды на территории России вносят следующие отрасли: теплоэнергетика (тепловые и атомные электростанции, промышленные и городские котельные и др.); предприятия черной металлургии, предприятия цветной металлургии и производство стройматериалов. Техногенное давление определяется использованием в техносфере различных видов сырья. В глобальных масштабах с использованием угля связано техногенное рассеивание Be, B, S, V, Mn, Ge, Ga, As, Se, Ag, Cd, U, W; для нефти – Li, S, Br, Cd, I; минерального сырья – Сг, Cu, Zn, Bi, Hg, Pb, Ni, Cl, Na, P, B, S. Наибольшее техногенное давление присуще Na, Cl, Ca, Fe, S, N, K, причем рассеивание серы ( в основном в виде оксидов ) приводит к кислотному загрязнению атмосферных осадков и поверхностных вод, N и К – к увеличению содержания в водоемах питательных веществ (евтрофикация водоемов) и нарушению в них экологического равновесия (бурное развитие сине-зеленых водорослей).

Все более определенную роль в состоянии воздушного бассейна крупных городов играет  дорожно-транспортный комплекс, в котором выброс от передвижных и стационарных источников составляет более 60% от общего объема всех выбросов.

Основная доля энергии производиться за счет сжигания или переработки органического сырья–угля, нефти, природного газа, горючих сланцев, торфа, а также использование энергии рек путем строительства гидроэлектростанций и сооружения водохранилищ.

Энергетические предприятия в зависимости от свойств используемых первичных ресурсов оказывают существенное влияние на состояние окружающей среды; загрязняют воздушный бассейн  продуктами сгорания, вызывают тепловое загрязнение атмосферы, загрязнение водных объектов сточными водами, оказывают электромагнитное влияние (высоковольтные линии), радиоактивное загрязнение (атомная электростанция) и др. При этом происходит и частичное изъятие территории из использования.

В энергетике основными источниками загрязнения окружающей среды являются тепловые электростанции, деятельность которых сопровождается в первую очередь выделением вредных веществ в атмосферу воздуха. Энергетика – наиболее крупная отрасль по объему выбросов загрязняющих веществ в атмосферу (26,6% общего количество выбросов всей промышленности России). Характерными загрязняющими  веществами  энергетического комплекса являются сернистый газ, оксид углерода, оксиды азота, сажа, а также наиболее токсичные ингредиенты – оксид ванадия (V2О5) и бенз(а)пирен. Основными источниками образования летучих выбросов в энергетике являются установки обогащения и брикетирования угля.

В процессе сжигания твердого или жидкого топлива в атмосферу выделяется дым, содержащий продукты полного (диоксид углерода и вода) и неполного (оксиды углерода, серы азота, углеводороды) сгорания. Объем выбросов вредных веществ тепловыми станциями очень велик. Современная электростанция мощностью 2,4 млн. кВт расходует до 20 тысяч тонн угля в сутки и выбрасывает в атмосферу в сутки 680тонн SO2 SO3, 120–140 тонн твердых частиц (зола, пыль, сажа), 200 тонн оксидов азота.

Перевод установок на жидкое топливо (мазут) снижает выбросы золы, но практически не уменьшает выбросы оксидов серы и азота. Наиболее экологично газовое топливо, которое в три раза меньше загрязняет атмосферный воздух, чем мазут, и в пять раз меньше, чем уголь.

Угольная промышленность является одной из сложных отраслей промышленности по воздействию на природную среду. Добываемый уголь содержит много примесей и негорючих материалов. Состав и количество примесей от типа месторождения, методов добычи и типа угля. В выбросах предприятий угольной промышленности преобладают твердые вещества (28,2 % суммарного выброса в атмосферу), диоксид углерода (16,4 %), диоксид серы (14,5 %), оксиды азота (3,9 %), сероводород (0,05%), фториды (0,02 %) и другие вещества.

Наиболее водоемкими технологическими процессами в отрасли являются процесс гидродобычи угля, а также процессы мокрого обогащения угля и сланца, где водоснабжение, основано на оборотной системе. Предприятия отрасли сбрасывают в поверхностные водоемы сточные воды с большим количеством взвешенных частиц, сульфатов, хлоридов, нефтепродуктов, соединений железа, меди, алюминия, кобальта, марганца и других элементов.

При добыче, переработке, хранении, транспортировке природного газа наибольший вред окружающей среде наносится выбросами вредных веществ в атмосферный воздух. Выбросы в атмосферу предприятиями отрасли характеризуются наличием в них диоксида углерода (28,1 %), углеводородов (25,1 %), оксидов азота (7,1 %), диоксида серы (5,3 %).

На действующих магистральных газопроводах имеют случаи аварий с большими потерями газа. Наибольшая аварийность обусловлена браком строительно-монтажных работ и наружной коррозией сплава труб.

Черная металлургия занимает второе место по общему количеству выбросов в атмосферу. Основными источниками выбросов являются: дробильно-размольное оборудование, места разгрузки, погрузки и пересыпки материалов; доменные, мартеновские печи, установки непрерывной разливки стали и т. д. В атмосферу поступают: диоксида углерода (67,5 % суммарного выброса в атмосферу), твердые вещества (15,5 %), диоксида серы (10,8 %), оксиды азота (5,4 %). Особенно существенна доля отрасли по выбросам, содержащих токсичный хром. По данным аэрокосмической съемки снежного покрова зона действия предприятий черной металлургии прослеживается на расстоянии до 60–100 км от источника загрязнения.

При выплавке 100 тонн стали в атмосферу выбрасывается 4 тонны вредных частиц, 3 тонны оксидов серы, 5 тонн оксида углерода, а также такие опасные загрязнители, как соединения марганца, свинца фосфора, мышьяка, ванадия, ртути и др. В процессе сталеплавильного производства в атмосферу выбрасываются парогазовые смеси, состоящие из фенола, формальдегида, бензола, аммиака и других токсичных веществ.

Водопользование в черной металлургии составляет около 1700 млн. м3/год, большая часть воды используется на охлаждение металлургических печей и оборудование. Ежегодно в поверхностные объекты сбрасывается около 1,0 млн. м3 сточных вод. Вместе со сточными водами сбрасываются значительное количество загрязняющих веществ, в том числе взвешенные твердые частицы, сульфаты, хлориды, соединения железа, тяжелых металлов.

Воздействие на окружающую среду аналогично воздействию предприятий черной металлургии. Загрязнение атмосферы характеризуется в основном выбросами диоксида серы (75 %), диоксида углерода (10,5 %) и пыли (10,4 %). Источниками образования вредных выбросов при производстве алюминия, свинца, меди, олова, цинка, никеля и других драгоценных металлов являются различные виды печей, дробильно-размольное оборудование, места погрузки, выгрузки, пересыпки материалов, сушильные агрегаты и т. д.

Предприятия цветной металлургии вносят существенный вклад в загрязнение атмосферного воздуха (до 20 % всех выбросов от промышленных стационарных источников. Особенно существенна доля отрасли в выбросах наиболее опасных веществ–соединений свинца (75 % массы его промышленных выбросов) и ртути (более 30 % выбросов ртути всей промышленностью России).

Ежегодно в цветной металлургии потребляется около 1200 млн. м3 воды. Сточные воды предприятий цветной металлургии загрязнены минеральными веществами, большинство из которых токсичны (цианиды, ксантогенаты, нефтепродукты), солями цветных металлов, соединениями мышьяка, ртути, сурьмы и т. д.

Крупные комбинаты цветной металлургии являются самыми мощными источниками загрязнения почвенных покровов как по интенсивности, так и по разнообразию загрязняющих веществ. По суммарному индексу загрязнения почвенного покрова первое место занимает Рудная пристань (Приморский край), в которой расположен завод по переработке свинцовых руд. В почвах зоны радиусом 5 км вокруг предприятия наблюдается загрязнение почв свинцом (300 ПДК), марганцем (20 ПДК) и другими веществами. Наибольшее количество твердых отходов образуется на Норильском горно-металлургическом комбинате, около 5 млн. тонн отвальных металлургических шлаков ежегодно.

Утилизация и использование отходов производства продолжают оставаться одной из серьезных проблем на предприятиях цветной металлургии.

Химическая и нефтехимическая промышленность. Химический комплекс включает 26 отраслей химической, нефтехимической, агрохимической, микробиологической промышленности. Многообразие продукции, применяемых технологий и видов сырья, определяет широкий спектр загрязнений атмосферного воздуха, водных бассейнов и почв. Ряд выбросов, сбросов и отходов производства характеризуется большими объемами и высокой точностью. Из-за разнообразия технологических процессов химическая промышленность является одной из самых трудных для уменьшения выбросов. Основными источниками вредных веществ в атмосферу являются производство кислот,  резинотехнических изделий, фосфора, пластмасс, красителей и моющих средств, искусственного каучука, минеральных удобрений, растворителей (толуола, ацетона, фенола, бензола). Решение экологических проблем в отрасли осложнено эксплуатацией значительного числа морально и физически устаревшего оборудования.

Для химической и нефтехимической промышленности характерными являются выбросы соединений ртути (50 % от общего объема выбросов), а также соединений хрома, ванадия и других элементов, относящихся к веществам I класса опасности. Основное количество оксидов азота и диоксида серы выбрасывается предприятиями агрохимической промышленности; сероводород и сероуглерод–промышленностью химических волокон; хлорорганики–хлорной промышленностью; олефинов–промышленностью синтетического каучука и т. д.

Со сточными водами предприятиями химической и нефтехимической промышленности сбрасываются нефтепродукты, взвешенные вещества, сульфаты, фосфаты, роданиды, спирты, бензол, фенол, фурфурол, пестициды и множество других органических и неорганических соединений.

Производственная деятельность предприятий нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности оказывает серьезное воздействие на окружающую среду. Процесс добычи нефти сопровождается выделением попутного газа (бутан-пентановая фракция), которой обычно не улавливается, а сжигается.

Предприятия нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности загрязняют атмосферу выбросами углеводородов (73 % суммарного выброса), диоксида серы (18 %), оксида углерода (7 %), оксидов азота (2 %).

Предприятия нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности требуют большого количества воды, поэтому их размещают вблизи водоемов и предпринимают меры по защите водных объектов от загрязнений.

Со сточными водами в водоемы поступает значительное количество нефтепродуктов, сульфатов, хлоридов, фенолов, соединений азота, солей тяжелых металлов. Нефтеперерабатывающие заводы являются источниками загрязнений почвы нефтепродуктами.

Строительная индустрия производит множество различных материалов: цементов, вяжущих материалов, асбестоцементных изделий, строительной керамики, тепло – и звукоизоляционных материалов, строительной керамики и др. материалов. Наиболее сильно загрязняют воздух цементные, асбестоцементные, известковые предприятия, а также керамзитобетонные заводы. На цементные заводы приходится 20 %, а на предприятия по производству строительных материалов–50 % общего объема выбросов по отрасли.

Вредные вещества при производстве извести, цемента, гипса выделяются из обжиговых печей, сушильных барабанов различных видов, реакторов гашения извести и т. д. Источниками выбросов загрязняющих веществ при производстве стекла и керамических изделий являются дробильно-размольное оборудование, сушильные машины, стекловаренные печи и т. д. При производстве асфальта вредные вещества выделяют битумно-плавильные агрегаты, сортировочные машины, сушильные агрегаты, смесители и т. д.

Вокруг заводов, производящих цемент, асбест, гипс и другие строительные материалы образуются зоны максимального загрязнения окружающей среды радиусом до 2 км с повышенным содержанием в воздухе пыли и частиц цемента, асбеста, кварца и других вредных веществ.

Лесная, деревообрабатывающая и целлюлозо - бумажная промышленность.

Основной проблемой лесной и деревообрабатывающей промышленности является сокращение потерь древесного сырья в процессе заготовки и переработки древесины.

Наиболее характерными загрязняющими веществами данной отрасли являются твёрдые вещества (29,8 % суммарного выброса в атмосферу), диоксид углерода (28,2 %), диоксид серы (26,7 %), оксиды азота (7,9 %), толуол (1 %), сероводород (0,9 %), ацетон (0,5 %), ксилол (0,45 %), бутилацетат (0,4 %), этилацетат (0,4 %), формальдегиды (0,1 %), метилмеркаптан (0,2 %)

Целлюлозно - бумажная промышленность является одной из самых водоёмных отраслей народного хозяйства, поэтому оказывает сильное воздействие на состояние поверхностных вод. Ежегодное потребление свежей воды в отрасли составляет около 2,0 - 2,1 млрд. м3. Главным источником образования загрязнённых сточных вод в отрасли является производство целлюлозы, основанное на сульфатном и сульфитном способах получения древесины. Загрязнённые сточные воды предприятий отрасли характеризуются наличием в них таких вредных веществ, как сульфаты, хлориды, нефтепродукты, формальдегид, метанол, фурфурол, диметилдисульфид.

Основная причина негативного воздействия на окружающую среду данной отрасли – это использование старых технологий и устаревшего оборудования.

Большой объём сточных вод и высокая концентрация в них загрязнений вынуждают использовать громоздкие очистные сооружения, на которых образуется большое количество осадков, основная часть которых поступает в накопители, что приводит к их перегрузки и соответственно воздействию на подземные воды.

2 Основные меры по защите окружающей среды

Основными мерами по защите окружающей среды являются:

– полный переход к безотходным и малоотходным технологиям и производствам важными направлениями экологии производства ЭВМ;

– совершенствование технологии производства и разработка нового оборудования с меньшим уровнем выбросов примесей и отходов;

– экологическая экспертиза всех видов производств и продукции;

– замена токсичных отходов на нетоксичные;

– замена не утилизируемых отходов на утилизируемые;

– применение дополнительных методов по защите окружающей среды, т. е. аппараты очистки газовых выбросов, сточных вод от примесей; глушители шума при сбросе газов в атмосферу; виброизоляторы оборудования; экраны для защиты от ЭМП.

Рациональное размещение источников загрязнений:

– вынесение предприятий из крупных городов в малонаселенные районы с непригодными и малопригодными для сельскохозяйственного использования землями;

– оптимальное расположение промышленных предприятий с учетом топографии местности и розы ветров;

– установление санитарно-защитных зон вокруг промышленных предприятий;

– рациональная планировка городской застройки, обеспечивающая экологические условия для человека и растений;

– организация движения транспорта с целью уменьшения выброса токсичных веществ в зону жилой застройки.

 Заключение

В реферате мною были рассмотрены различные проявления техногенеза, которые губительно влияют на окружающую среду и всю земную жизнь в целом.

Что ждет человечество в будущем – остается открытым вопросом. Прогресс шагает с огромной скоростью, а с ним и производственная деятельность человека. Ниже приведены характерные черты техногенеза за прошлый ХХ век.

1. За 100 лет мировое потребление  энергии увеличилось почти в 14 раз (удвоение в среднем каждые 27 лет). Суммарное потребление первичных  энергоресурсов превысило 400 млрд т условного топлива. Мировая энергетика росла вдвое быстрее, чем численность населения.

2. В структуре топливного баланса большинства стран мира произошел переход от преобладания дров и угля к преобладанию углеводородного топлива - нефти и газа (до 65%), а также к заметному вкладу гидроэнергетики и ядерной энергетики. Хозяйственное значение начинают приобретать альтернативные энергетические технологии. С 1950 по 1995 г. в 2 раза возросло преобразование топлива в электроэнергию. Среднее душевое потребление электроэнергии достигло 2400 кВт "ч/год. Это оказало большое влияние на структурные сдвиги в производстве и быте сотен миллионов людей.

3. Многократно увеличились добыча и переработка минеральных ресурсов - руд и нерудных материалов. Производство черных металлов возросло за столетие в 8 раз и достигло в начале 80-х годов 850 млн т/год. Еще интенсивнее был рост производства цветных металлов, в основном за счет начала и очень быстрого наращивания выплавки алюминия, составившей к концу 80-х годов 14 млн т/год. В 40-х годах началась и стремительно выросла промышленная добыча урана. Производство цемента за 90 лет выросло почти от нуля до 1 млрд т/год.

4. В XX в. значительно вырос объем и изменилась структура машиностроения в связи со станкостроением, развитием техники двигателей внутреннего сгорания, электротехники и автоматизации. Быстро увеличивались число и единичная мощность производимых машин и агрегатов. Появились и получили быстрое развитие такие отрасли, как производство средств связи, приборостроение, радиотехника, электроника, вычислительная техника. Преобладание транспортного машиностроения выразилось в более чем тысячекратном росте производства самодвижущихся транспортных единиц.

5. Важной чертой современного  техногенеза является интенсивная химизация всех отраслей хозяйства. За последние 50 лет было произведено и применено более 6 млрд т минеральных удобрений. Для различных целей в обиход было введено более 400 тысяч различных синтетических соединений. Начало массового производства многих продуктов крупнотоннажной химии, в частности, нефтехимии и оргсинтеза, относится к середине столетия. За 40 лет в десятки раз возросло производство пластмасс, синтетических волокон, синтетических моющих средств, пестицидов, лекарственных препаратов.

6. Научно-техническая революция  в вооружении устранила географические  и природные ограничения в  применении военной техники. Космос  и воздушное пространство, вода  и подводное пространство, земная  поверхность вплоть до полюсов  холода и жары стали доступны  для ведения боевых действий. Появление принципиально новых  видов оружия массового поражения (ОМП) и их дальнейшая разработка  на качественно иных физических  принципах (создание кинетического, вакуумного; лазерного, биосферного, метеорологического  и других видов ОМП; создание  боевых космических систем направленной  энергии; разработка методов очагового  разрушения озонового слоя) создали  непосредственную угрозу выживаемости  человечества в термоядерную  эпоху.

 Список использованной литературы

1. Агаджанян НА; Торшин В.И. Экология человека. - М.: КРУК, 1994.
2. Акимова Т.А., Кузьмин А.П., Хаскин В.В. Экология. М., 2001.
3. Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России: Учеб. и справочн. пособие - М.: Финансы и статистика, 1995.
4. Николайкин, Н. И. Экология: Учебник/ Н.И. Николайкин, Н.Е. Николайкина, О.П. Мелехова. - М.: Дрофа, 2004. - 624 с.
5. Пехов, А.П. Биология с основами экологии: учебник / А. П. Пехов. - СПб.: Лань, 2007. - 688 с.

6. Черников В.А., Алексахин Р.М., Голубев А.В. и др. Агроэкология. – М.: Колос, 2000. – 536с.

7. Половцев, О.П. Экология и окружающая человека среда: Учебное пособие / О.П. Половцев, С.И. Калмыков; ФГОУ ВПО "Саратовский ГАУ". – Саратов, 2007. – 280 с.
8. Пузанова, Т.А. Экология/Т.А. Пузанова. – М.: Экономика, 2010. - 288 с.
9. Розанов, С.И. Общая экология / С.И. Розанов. - Санкт-Петербург: Лань, 2003. - 288 с.