Глобальные проблемы человечества

насыпи из переотложенного материала, преимущественно вскрышных пород[4],

образуемых при добыче полезных ископаемых или же из отходов предприятий

пе-

рерабатывающей промышленности, ТЭС. Источником пыли и ядовитых газов

служат массовые взрывные работы. Так, в результате одного среднего по

массе взрыва (250-300 тонн взрывчатых веществ) в атмосферу выбрасывается

около 2 тыс.куб.м. условного оксида углерода и более 150 т.пыли.

Производство цемента и других строительных материалов также является

источником загрязнения атмосферы пылью. Основные технологические процессы

этих производств - измельчение и химическая обработка шихт,

полуфабрикатов и получаемых продуктов в потоках горячих газов всегда

сопровождается выбросами пыли и других вредных веществ в атмосферу. К

атмосферным загрязнителям относятся углеводороды - насыщенные и

ненасыщенные, включающие от 11 до 13 атомов углерода.Они подвергаются

различным превращениям, окислению, полимеризации, взаимодействуя с

другими атмосферными загрязнителями после возбуждения солнечной радиацией.

В результате этих реакций образуются перекисные соединения, свободные

радикалы, соединения углеводородов с оксидами азота и серы часто в виде

аэрозольных частиц. При некоторых погодных условиях могут образовываться

особо большие скопления вредных газообразных и аэрозольных примесей в

приземном слое воздуха. Обычно это происходит в тех случаях, когда в слое

воздуха непосредственно над источниками газопылевой эмиссии существует

инверсия - расположения слоя более холодного воздуха под теплым, что

препятствует воздушных масс и задерживает перенос примесей вверх. В

результате вредные выбросы сосредотачиваются под слоем инверсии,

содержание их у земли резко возрастает, что становится одной из причин

образования ранее неизвестного в природе фотохимического тумана.

Фотохимический туман

(смог)

Фотохимический туман представляет собой многокомпонентную смесь газов

и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав

основных компонентов смога входят : озон, оксиды азота и серы,

многочисленные органические соединенияперекисной природы, называемые в

совокупности фотооксидантами. Фотохимический смог возникает в результате

фотохимических реакций при определенных условиях: наличии в атмосфере

высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей,

интенсивной солнечной радиации и безветрия или очень слабого обмена

воздуха в приземном слое при мощной и, в течение не менее суток,

повышенной инверсии. Устойчивая без-ветренная погода, обычно

сопровождающаяся инверсиями, необходима для создания высокой концентрации

реагирующих веществ. Такие условия создаются чаще в июне-сентябре и

реже зимой. При продолжительной ясной погоде солнечная радиация вызывает

расщепление молекул диоксида азота с образованием оксида азота и атомарного

кислорода. Атомарный кислород с молекулярным кислородом дают озон.

Казалось бы, последний, окисляя оксид азота, должен снова превращаться в

молекулярный кислород, а оксид азота - в диоксид. Но этого не

происходит. Оксид азота вступает в реакции с олефинами выхлопных газов,

которые при этом расщепляются по двойной связи и образуют осколки молекул

и избыток озона. В результате продолжащейся диссоциации новые массы

диоксида азота расщеппляются и дают дополнительные количества озона.

Возникает циклическая реакция, в итоге которой в атмосфере постепенно

накапливается озон. Этот процесс в ночное время прекращается. В свою

очередь озон вступает в реакцию с олефинами. В атмосфере концентрируются

различные пе-рекиси, которые в сумме и образуют характерные для

фотохимического тумана оксиданты. Последние являются источником так

называемых свободных радикалов, отличающихся особой реакционной

спосбностью. Такие смоги - нередкое явление над Лондоном, Парижем, Лос-

Анджелесом, Нью-Йорком и другими городами Европы и Америки. По своему

физиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны для

дыхательной и кровеносной системы и часто бывают причиной преждевременной

смерти городских жителей с ослабленным здоровьем.

Химическое загрязнение природных вод.

Всякий водоем или водный источник связан с окружающей его внешней

средой. На него оказывают влияние условия формирования поверхностного или

подземного водного стока, разнообразные природные явления, индустрия,

промышленное и коммунальное строительство, транспорт, хозяйственная и

бытовая деятельность человека. Последствием этих влияний является внесение

в водную среду новых, несвойственных ей веществ - загрязнителей, ухудшающих

качество воды. Загрязнения, поступающие в водную среду, классифицируют

по-разному, в зависимости от подходов, критериев и задач. Так, обычно

выделяют химическое, физическое и биологические загрязнения. Химическое

загрязнение представляет собой изменение естественных

химическихсвойств вода за счет увеличения содержания в ней вредных

примесей, как неорганической (минеральные соли, кислоты, щелочи, глинистые

частицы), так и органической природы (нефть и нефтепродукты, органические

остатки, поверхностноактивные вещества, пестициды).

Неорганическое загрязнение

Основными неорганическими (минеральными) загрязнителями пресных и

морских вод являются разнообразные химические соединения, токсичные для

обитателей водной среды. Это соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути,

хрома, меди, фтора. Большинство из них попадает в воду в результате

человеческой деятельности. Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном, а

затем передаются по пищевой цепи более высокоорганизованным организмам.

Токсический эффект некоторых наиболее распростра-ненных загрязнителей

гидросферы представлен в таблице:

|Вещество |Планктон |Ракообразные |Моллюски |Рыбы |

|Медь |+++ |+++ |+++ |+++ |

|Цинк |+ |++ |++ |++ |

|Свинец |- |+ |+ |+++ |

|Ртуть |++++ |+++ |+++ |+++ |

|Кадмий |- |++ |++ |++++ |

|Хлор |- |+++ |++ |+++ |

|Роданит |- |++ |+ |++++ |

|Цианид |- |+++ |++ |++++ |

|Фтор |- |- |+ |++ |

|Сульфид |- |++ |+ |+++ |

Степень токсичности (примечание)

- - отсутствоет

+ - очень слабая

++ - слабая

+++ - сильная

++++ - очень сильная

Кроме перечисленных в таблице веществ, к опасным заразителям водной

среды можно отнести неорганические кислоты и основания, обуславливающие

широкий диапозон рН[5] промышленных стоков (1,0 - 11,0) и способных

изменять pН водной среды до значений 5,0 или выше 18,0, тогда как рыба в

пресной и морской воде может существовать только в интервале рН 5,0 -

8,5. Среди основных источников загрязнения гидросферы минеральными

веществами и биогенными элементами следует упомянуть предприятия пищевой

промышленности и сельское хозяйство. С орошаемых земель ежегодно вымывается

около 6 млн.т. солей. К 2000 году возможно увеличение их массы до 12

млн.т./год. Отходы, содержащие ртуть, свинец, медь локализованы в

отдельных районах у берегов, однако некоторая их часть выносится далеко за

пределы территориальных вод. Загрязнение ртутью значительно снижает

первичную продукцию морских экосистем, подавляя развитие фитопланктона.

Отходы, содержащие ртуть, обычно скапливаются в донных отложениях заливов

или эстуариях рек. Дальнейшая ее миграция сопровождается накоплением

метиловой ртути и ее включением в трофические цепи водных организмов.

Так, печальную известность приобрела болезнь Минамата, впервые

обнаруженную японскими учеными у людей, употреблявших в пищу рыбу,

выловленную в заливе Минамата, в который бесконтрольно сбра-сывали

промышленные стоки с техногенной ртутью.

Органическое загрязнение.

Среди вносимых в океан с суши растворимых веществ, большое значение

для обитателей водной среды имеют не только минеральные, биогенные

элемнты, но и органические остатки. Вынос в океан органического

вещества оценивается в 300 - 380 млн.т./год. Сточные воды, содержащие

суспензии органического

происхождения или растворенное органическое вещество, пагубновлияют на

состояние водоемов. Осаждаясь, суспензии заливают дно и задерживают

развитие или полностью прекращают жизнедеятельность данных микроорганизмов,

участвующих в процессе самоочищения вод. При гниении данных осадков могут

образовываться вредные соединения и отравляющие вещества, такие как

серово-

дород, которые привогдят к загрязнению всей воды в реке. Наличие

суспензий затрудняют также проникновение света в глубь воды и замедляет

процессы фотосинтеза. Одним из основных санитарных требований,

предъявляемых к качеству воды, является содержание в ней необходимого

количества кислорода. Вредное действие оказывают все загрязнения, которые

так или иначе со- действуют снижению содержания кислорода в воде.

Поверхностно-активные вещества - жиры, масла, смазочные материалы -

образуют на поверхности воды пленку, которая препятствует газообмену между

водой и атмосферой, что снижает степень насыщенности воды кислородом.

Значительный объем органических веществ, большинство из которых не

свойственно природным водам, сбрасывается в реки вместе с промышленными и

бытовыми стока-ми. Нарастающее загрязнение водоемов и водостоков

наблюдается во всех промышленных странах. Информация о содержании некото-

рых органических веществ в промышленных сточных водах предоставлена ниже:

ЗАГРЯЗНЯЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА КОЛИЧЕСТВО В МИРОВОМ СТОКЕ

МЛН.Т./ГОД

1. Нефтепродукты

26,563

2. Фенолы

0,460

3. Отходы производств

синтетических волокон

5,500

4. Растительные органические остатки 0,170

5. Всего

33,273

В связи с быстрыми темпами урбанизации[6] и несколько замедленным

строительством очистных сооружений или их неудовлетворительной

эксплуатацией водные бассейны и почва загрязняются бытовыми отходами.

Особенно ощутимо загрязнение в водоемах с замедленным течением или

непроточных (водохранилища, озера). Разлагаясь в водной среде,

органические отходы могут стать средой для патогенных организмов[7]. Вода,

загрязненная органическими отходами, становится практически непригодной

для питья и других надобностей. Бытовые отходы опасны не только тем, что

являются источником некоторых болезней человека (брюшной тиф,

дизентерия, холера), но и тем, что требуют для своего разложения много

кислорода. Если бытовые сточные воды поступают в водоем в очень больших

количествах, то содержание растворимого кислорода может понизится ниже

уровня, необходимого для жизни морских и пресноводных организмов.

Загрязнение почвы.

Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы

Земли. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы,

происходящие в биосфере.

Важнейшее значение почв состоит в аккумулировании органического

вещества, различных химических элементов, а также энергии. Почвенный

покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и

нейтрализатора различных загрязнений. Если это звено биосферы будет

разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится.

Именно поэтому чрезвычайно важно изучение глобального биохимического

значения почвенного покрова, его современного состояния и изменения под

влиянием антропогенной деятельности. Одним из видов антропогенного

воздействия является загрязнение пестицидами.

Пестициды как загрязняющий фактор.

Открытие пестицидов - химических средств защиты растений и животных от

различных вредителей и болезней - одно из важ-нейших достижений

современной науки. Сегодня в мире на 1 га.наносится 300 кг. химических

средств. Однако в результате длительного применения пестицидов в сельском

хозяйствем медицине (борьба с переносчиками болезней) почти повсеместно

отличается снижение из эффективности вследствие развития резистентных рас

вредителей и распространению “новых” вредных организмов, естественные враги

и конкуренты которых были уничтожены пестицидами. В то же время действие

пестицидов стало проявляться в глобальных масштабах. Из громадного

количества насекомых вредными являются лишь 0,3% или 5 тыс.видов. У 1250-

ти видов обнаружена резистентность к пестицидам. Это усугубляется явлением

перекрёстной резистенции, заключающейся в том, что повышенная устойчивость

к действию одного препарата сопровождается устойчивостью к соединениям

других классов. С общебиологических позиций резистентность можно

рассматривать как смену популяций в результате перехода от чувствительного

штамма к устойчивому штамму того же вида вследствие отбора, вызванного

пестицидами. Это явление связано с генетическими, физиологическими и

биохимическими перестройками организмов.

Неумеренное применение пестицидов (гербицидов, инсектицидов,

дефолиантов) негативно влияет на качество почвы. В связи с этим

усиленно изучается судьба пестицидов в почвах и возможности и возможности

их обезвреживать химическими и биологическими способами. Очень важно

создавать и применять только препараты с небольшой продолжительностью

жизни, измеряемой неделями или месяцами. В этом деле уже достигнуты

определенные успехи и внедряются препараты с большой скоростью

деструкции, однако проблема в целом ещё не решена.

Кислые атмосферные выпады на сушу.

Одна из острейших глобальных проблем современности и обозримого будущего

- это проблема возрастающей кислотности атмосферных осадков и почвенного

покрова. Районы кислых почв не знают засух, но их естественное плодородие

онижено и неустойчиво; они быстро истощаются и урожаи на них низкие.

Кислотные дожди вызывают не только подкисление поверхностных вод и верхних

горизонтов почв. Кислотность с нисходящими потоками воды распространяется

на весь почвенный профиль и вызывает значительное подкисление грунтовых

вод. Кислотные дожди воз-никают в результате хозяйственной деятельности

человека, сопровождающейся эмиссией колоссальных количеств оксилов серы,

азота, углерода. Эти оксилы, поступая в атмосферу переносятся на большие

расстояния, взаимодействуют с водой и превращаются в растворы смеси

сернистой, серной, азотистой, азотной и угольной кислот, которые

выпадают в виде “кислых дождей” на сушу, взаимодействуя с растениями,

почвами, водами. Главными источниками в атмосфере является сжигание

сланцев[8], нефти, углей, газа в индустрии, в сельском хозяйстве, в быту.

Хозяйственная деятельность человека почти вдвое увеличила поступление в

атмосферу оксилов серы, азота, сероводорода и оксида углерода.

Естественно, что это сказалось на повышении кислотности атмосферных

осадков, наземных и грунтовых вод. Для решения этой проблемы необходимо

увеличить объём систематических представительных измерений соединений

загрязняющих атмосферу веществ на больших территориях.

Охрана природы - задача нашего века, проблема, ставшая социальной. Снова

и снова мы слышим об опасности, грозящей окружающей среде, но до сих пор

многие из нас считают их неприятным, но неизбежным порождением цивилизации

и полагают, что мы ещё успеем справится со всеми выявившимися

затруднениями. Однако, 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.

3. Энерго-сырьевые проблемы :

История развития человечества теснейшим образом связана с получением и

использованием энергии. Уже в древнем мире люди использовали тепловую

энергию для обогрева жилища, приготовления еды, изготовления из меди,

бронзы, железа и других металлов предметов быта, инструментов и т.д.

С древнейших времен известны уголь и нефть - вещества, дающие при сжигании

большое количество теплоты. Сейчас формулировка “топливо” включает все

вещества, которые дают при сжигании большое количество теплоты, широко

распространены в природе и (или) добываются промышленным способом. К

топливу относятся нефть и нефтепродукты (керосин, бензин, мазут, дизельное

топливо), уголь, природный горючий газ, древесина и растительные отходы

(солома, лузга и т.п.), торф, горючие сланцы, а в настоящее время и

вещества, используемые в ядерных реакторах на АЭС и ракетных двигателях.

Таким образом, классификацию топлива можно провести, например по его

агрегатному состоянию: твердое (уголь, торф, древесина, сланцы), жидкое

(нефть и нефтепродукты) и газообразное (природный газ). Также можно

разделить виды топлива и по его происхождению: растительное, минеральное

и продукты промышленной переработки.

Нефтяная промышленность России

В настоящее время нефтяная промышленность России находится в состоянии

глубокого кризиса, что обусловило резкое падение добычи нефти. Только в

1992г. она уменьшилась по сравнению с предыдущим годом более чем на 60 млн.

т и в 1993г. еще на 40-45 млн.т. Выход из сложившегося кризисного положения

в нефтяной промышленности Правительство Российской Федерации и

Минтопэнерго связывают не с дополнительными государственными инвестициями,

а с последовательным развитием рыночных отношений. Предприятия отрасли

должны самостоятельно зарабатывать необходимые для их отрасли средства, а

Правительство - создавать им для этого необходимые экономические условия.

В указанном направлении уже предприняты крупные меры. Задания по

поставкам нефти для государственных нужд сокращены до 20% ее добычи,

остальные 80% предприятия имеют право реализовать самостоятельно.

Страницы: 1, 2, 3