168715 (Глобальные проблемы охраны природы)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ

ЖИТОМИРСКИЙ ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Кафедра экологии

Контрольная работа

По курсу: «Основы экологии»

Работу выполнила: Колупаева Н.В.

Работу проверил: Литвак П.В.

Житомир

1999

План

1. Глобальные проблемы охраны природы

2. Влияние урбанизации на природу и человека

3. Схемы безнапорного и напорного гидроциклонов и описание процесса очистки сточных вод

1. Глобальные проблемы охраны природы

Глобальные проблемы делятся на три сферы действия. К первой относятся проблемы, которые возникают в сфере взаимодействия природы и общества. Среди них: надежное обеспечение человечества сырьем, энергией, продовольствием и тому подобное, сохранение окружающей среды, освоение ресурсов Мирового океана, овладение космическим пространством. Истоки этих проблем заложены в тенденциях и закономерностях развития мировых продуктивных сил, которые оказывают содействие как расширению возможностей удовлетворения потребностей человека в способах существования, так и возрастанию старых потребностей и возникновению новых. Особенность перерастания этих проблем в глобальные состоит в том, что сегодня, как никогда ранее, потребление восстанавливающихся и невосстанавливающихся ресурсов, достигло огромных масштабов и характеризуется тенденцией к дальнейшему возрастанию. Возникла ситуация, когда с самой большой остротой ощущается разногласие между потребностями человеческого общества в природных источниках существования и возможностями природы удовлетворить эти потребности. Относительная ограниченность природных ресурсов делает необходимым поиск радикальных решений проблемы, которая сложилась, в мировом масштабе.

К второй сфере относятся проблемы общественных взаимоотношений, а именно: отношений между государствами различных экономических устройств, преодоление экономической отсталости многих стран мира, локальные, региональные и международные кризисы и тому подобное.

Третья сфера - развитие человека, обеспечение ее будущего. Она охватывает, прежде всего, проблемы приспособления современного человека к условиям природной и социальной среды, которая изменяется под влиянием научно-технического прогресса, вопрос современной урбанизации, борьбы с эпидемиями и тяжелыми заболеваниями (сердечно-сосудистыми, раком, СПИДом). Проблему человека и его будущего ученые рассматривают как такую глобальную проблему, в которой концентрируются и многократно увеличиваются всё новые проблемы человеческого сожительства.

Классификация глобальных проблем за сферами действия не означает, что они отделены одна от одной. Границы между сферами часто имеют условный характер, а отдельные глобальные проблемы обусловлены процессами, которые являются результатом взаимодействия, скажем, не только природы и общества, а и взаимоотношений между государствами.

Каждая глобальная проблема является объективной по своему характеру и имеет материальную основу. Процессы интернационализации хозяйственной жизни, науки, культуры и политики определяют рост взаимосвязи отдельных звеньев мирового хозяйства, взаимозависимости государств и представляют одну и ту же основу для возможности глобализации отдельных проблем человеческой цивилизации. При наличии разногласия между мировым экономическим развитием и социальным прогрессом человечества возникают объективные причины для преобразования возможности глобализации на ее реальность, то есть появления глобальных проблем. Например, решив ряд больших проблем в области функциональных и прикладных исследований, техники и технологии, НТП вместе с тем обусловил появление комплекса новых потребностей, поставил новые задачи, которые в условиях высокой степени интернационализации хозяйственной жизни приобрели глобальный характер. С развитием НТР остро стала проблема охраны окружающей среды, неотложного решения требует проблема сырьевых источников и прочие.

Влияют на проявление и обострение глобальных проблем и реальные конкретно-исторические условия. Без учета социальных факторов, специфики общественного строя отдельных государств невозможно до конца выяснить суть и источники этих проблем.

Следовательно, при анализе глобальных проблем стоит учитывать общие закономерности исторического процесса; общие тенденции развития продуктивных сил, влияния на них НТР; социальные факторы. При этих условиях оптимальное решение глобальных проблем требует объединение научно-технических и социально-политических факторов в единый механизм, основу которого будут представлять коллективные действия всех государств. Координация усилий сторон, которые принимают участие в решении глобальных проблем, основывается на определении посильного взноса каждой из стран и условий участия независимо от социального ее строя.

Нефть и нефтепродукты. Нефть и нефтепродукты являются более всего распространенными загрязняющими веществами в Мировом океане. К началу 80-х лет в океан ежегодно поступало около 16 млн. т. нефти, которая составляла 0,23% мировой добычи. Самая большая потеря нефти связанная с транспортированием ее с районов добычи. Аварийные ситуации, слив за борт танкерами промывных и балластовых вод, - все это предопределяет присутствие постоянных полей загрязнения на трассах морских дорог. В период за 1962-79 года в результате аварий в морскую среду поступило около 2 млн. т. нефти. За последние 30 лет, начиная с 1964 года, пробурено около 2000 буровых скважин в Мировом океане, из них только в Южном море 1000 и 350 промышленных буровых скважин оборудовано. Из-за незначительных отплывов ежегодно теряется 0,1 млн. т. нефти. Большие массы нефти поступают в моря по рекам, с бытовыми и ливневыми стоками. Объем загрязнений из этого источника составляет 2,0 млн. т./год. Со стоками промышленности ежегодно попадает 0,5 млн. т. нефти. Попадая в морскую среду, нефть на первых порах растекается в виде пленки, создавая слои разнообразной мощности.

Нефтяная пленка изменяет состав спектра и интенсивность проникновения в воду света. Пропуск света тонкими пленками сирой нефти составляет 11-10% (280 нм), 60-70% (400 нм). Пленка толщиной 30-40 мкм полностью поглощает инфракрасное излучение. Смешиваясь с водой, нефть образует эмульсию двух типов: прямую "нефть в воде" и обратную "вода в нефти". Прямые эмульсии, составленные капельками нефти диаметром до 0,5 мкм, менее стойкие и характерные для нефти, которая содержит поверхностно-активные вещества. При удалении летучих фракций, нефть образует густые эмульсии, которые могут храниться на поверхности, переноситься течением, выбрасываться на берег и оседать на дно.

Пестициды. Пестициды составляют группу искусственно созданных веществ, используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений.

Установлено, что пестициды уничтожая вредителей, наносят вред многим полезным организмам и подрывают здоровья биоценозов. В сельском хозяйстве давно уже бытует проблема перехода от химических (загрязняющих среду) к биологических (экологически чистых) методам борьбы с вредителями. В данное время больше 5 млн. т. пестицидов поступает на мировой рынок. Около 1, 5 млн. т. этих веществ уже вошло в состав наземных и морских экосистем осадочным и водным путем. Промышленное производство пестицидов сопровождается появлением большого количества побочных продуктов, которые загрязняют сточные воды. В водной среде чаще других встречаются представители инсектицидов, фунгецидов и гербицидов. В водной среде часто встречаются полихлорбифенилы - производные ДДТ без алифатичной части. За последние 40 лет использовано больше 1,2 млн. т. полихлорбифенолов в производстве пластмасс, красителей, трансформаторов, конденсаторов. Полихлорбифенолы (ПХБ) попадают в окружающую среду в результате сброса промышленных сточных вод и сжигания твердых отходов на мусорниках. Последний источник поставляет ПБХ в атмосферу, откуда они с атмосферными осадками выпадают во всех районах земной поверхности.

Синтетические поверхностно-активные вещества. Детергенты относятся к большой группе веществ, которые понижают поверхностное натяжение воды. Они входят в состав синтетических моющих средств (СМС), широко применяемых в быту и промышленности. Вместе со сточными водами СПАВ поступают в воды материка и морскую среду. СМС содержат полифосфаты натрия, в которых раскрыты детергенты, а также ряд дополнительных ингредиентов, токсичных для водных организмов: ароматизирующие вещества, отбеливающие реагенты, кальцинированная сода, карбоксиметилцеллюлоза, силикаты натрия. Самыми распространенными среди СПАВ являются анионоактивные вещества. На их часть приходится больше 50% всех выработанных в мире СПАВ. Присутствие СПАВ в сточных водах промышленности связано с использованием их в таких процессах, как флотационное обогащение руд, разделка продуктов химических технологий, получение полимеров, улучшение условий бурения нефтяных и газовых буровых скважин, борьба с коррозией оборудования. В сельском хозяйстве СПАВ применяется в составе пестицидов.

Составы с канцерогенными свойствами. Канцерогенные вещества - это химически однородные составы, которые трансформируются, и способные вызывать канцерогенные, тератогенные (нарушение процессов эмбрионального развития) или мутагенные изменения в организмах. В зависимости от условий влияния они могут приводить к ингибованому росту, ускорение старения, нарушение индивидуального развития и изменения генофонда организмов. К веществам, которые обладают канцерогенными свойствами, относятся хлорированные алифатические углеводные, винилхлорид, и в особенности, полициклические ароматические углеводные (ПАВ). Максимальное количество ПАВ в современных осадках Мирового океана (больше 100 мкг/км массы сухого вещества) обнаружен в тентонически активных зонах. Основные антропогенные источники ПАВ в окружающей среде - это пиролиз органических веществ при сжигании разнообразных материалов, древесины и топлива.

Тяжелые металлы. Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк) относятся к числу распространенных и очень токсичных загрязняющих веществ. Они широко применяются в разнообразных промышленных производствах, поэтому, несмотря на очистительные мероприятия, содержание составов трудных металлов в промышленных сточных водах достаточно высокое. Большие массы этих составов поступают в океан через атмосферу. Для морских биоценозов более всего опасны ртуть, свинец и кадмий. Ртуть переносится в океан с материковым стоком и через атмосферу. При выветривании осадочных и изверженых пород ежегодно выделяется 3,5 тыс. т. ртути. В составе атмосферной пыли содержится около 121 тыс. т. ртути, причем значительная часть - антропогенного происхождения. Около половины годового промышленного производства этого металла (910 тыс. т./год) разнообразными путями попадает в океан. В районах, которые загрязняются промышленными водами, концентрация ртути в растворе и суспензиях сильно повышается. При этом некоторые бактерии переводят хлориды в високотоксическую метил-ртуть. Заражение морепродуктов неоднократно приводило к ртутному отравлению прибрежного населения. До 1977 года насчитывалось 28000 жертв болезни Миномата, причиной которой послужили отходы предприятий по производству хлорвинила и ацетальдегида, для которых, как катализатор, использовалась хлористая ртуть. Недостаточно очищенные сточные воды предприятий поступали в залив Минамата. Свинец - типичный рассеянный элемент, что находится во всех компонентах окружающей среды: в горных породах, грунтах, природных водах, атмосфере, живых организмах. В конце концов, 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)*103 т. свинца в год.

Сброс отходов в море с целю погребения (дампинг). Много стран, которые имеют выход к морю, практикуют морское погребение разнообразных материалов и веществ, в частности грунта, вынутого при дноуглубительных работах, бурового шлака, отходов промышленности, строительного сора, твердых отходов, взрывных и химических веществ, радиоактивных отходов. Объем погребений составляет около 10% от всей массы загрязняющих веществ, которые поступают в Мировой океан. Основанием для дампинга в море служит способность морской среды к переработке большого количества органических и неорганических веществ без особого загрязнения воды. Тем не менее, эта состоятельность не безгранична. Поэтому дампинг рассматривается как вынужденное мероприятие, временная дань общества несовершенству технологий. В шлаках промышленных производств присутствуют разнообразные органические вещества и составы тяжелых металлов. Бытовой мусор в среднем содержит (на массу сухого вещества) 32-40% органических веществ; 0,56% азота; 0,44% фосфора; 0,155% цинка; 0, 085% свинца; 0,001% ртути; 0, 001% кадмия. Во время сброса прохождение материала сквозь столб воды, часть загрязняющих веществ переходит в раствор, изменяя качество воды, другая - адсорбируется частями суспензии и переходит в донные отложения. Синхронно повышается мутность воды. Наличие органических веществ чисто приводит к быстрой затрате кислорода в воде и не редко к его полному исчезновению, растворению суспензий, накоплению металлов в раскрытой форме, появлению сероводорода. Присутствие большого количества органических веществ создает в грунтах стойкую восстановительную среду, в которой возникает особый тип иловых вод, которые содержат сероводород, аммиак, ионы металлов. В случае образования поверхностных пленок, которые содержат нефтяные углеводные и СПАВ, нарушается газообмен на границе воздуха - вода. Загрязняющие вещества, которые поступают в раствор, могут аккумулироваться в тканях и органах гидробиантов и токсически влиять на них. Сброс материалов дампинга на дно и продолжительная повышенная мутность воды приводит к гибели от удушья малоподвижной формы биоценоза. У рыбы, которая выжила, моллюсков и ракообразных сокращается скорость роста за счет ухудшения условий питания и дыхания. Нередко изменяется видовой состав данного сообщества. При организации системы контроля за сбросами отходов в море решающее значение имеет определение районов дампинга, определение динамики загрязнения морской воды и донных отложений. Для выявления возможных объемов выбросов в море необходимо проводить расчеты всех загрязняющих веществ в составе материальных выбросов.

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 обусловливает повышение температуры воды в водоемах на 6-8 градусов Цельсия. Площадь пятен нагретых вод в прибрежных районах может достигать 30 кв. км. Более стойкая температурная стратификация препятствует водообмену поверхностным и донным слоем. Растворимость кислорода уменьшается, а потребление его возрастает, поскольку с ростом температуры усиливается активность аэробных бактерий, которые расщепляют органические вещества. Усиливает видовое разнообразие фитопланктона и всей флоры водорослей. Можно сделать вывод, что эффекты антропогенного влияния на водную среду оказываются на индивидуальном и популяционо-биоценотическом уровнях, и продолжительное действие загрязняющих веществ приводит к упрощению экосистемы.

2. Влияние урбанизации на природу и человека