Лекции по "Экологии"

Углекислый газ – является основным сырьём фотосинтеза.  Его общий запас в атмосфере 2300 млрд.т., из него 10 млрд. т. находится в постоянном круговороте. Это – оптимальное количество, необходимое для жизни организмов. Уменьшение его концентрации в воздухе отрицательно влияет на процесс фотосинтеза, а увеличение концентрации во вдыхаемом воздухе на 25% приведет к гибели человека. Более того, углекислый газ создаёт «парниковый эффект».

Озон (гр. ozon- пахнущий) – открыт в 1875 г. Голландским ученым М. Марумом. Он является своеобразной формой молекулярного кислорода. Образуется в воздухе под воздействием электрических зарядов (А) и ультрафиолетовых лучей (Б):

              А. 3О₂ + 285 кДж ↔ 2О₃                Б. 1) О₂ + λ ≤ 0,24 μm = O + O

                                                                       2) O₂ + O + M = O₃ + M

где  λ – длина волн УФ лучей, М – молекула к.л. посредника.

Атмосферный запас  почти 4 млрд. т. Высота распространения  озона до 70 км,  наивысшая концентрация на  высоте 25-30 км. Если весь атмосферный  озон гипотетически сжать, то можно  получить слой озоновой пленки толщиной 2-4 мм. Поглощением ультрафиолетовых лучей имеет огромное защитное значение. Например, если в атмосфере общее поглощение ультрафиолетовых лучей составляет 20%, то 13% приходится только на долю озонового слоя.

Охрана озонового слоя – одна из серьёзных проблем. Озон разрушается естественно и антропогенными факторами, особенно хлором и окисью азота. Установлено,  что 1 молекула  хлора разрушает 100  тыс. молекул озона (А)_, 1 молекула азота – 10 молекул озона (Б):

          А. 1) O₃ + Cl = ClO + О₂              Б. 1) O₃ + NO → NO₂ + O₂

               2) ClO + O = Cl + O₂                               2) NO₂ + O → NO + О₂

  Основными источниками поступления Cl и NO являются хлорфторуглеродные соединения – фреон (ХФУ) и ракетная техника. Напр., челнок «Шаттл»а США при запуске до поднятия на высоту 50 км выбрасывает в воздух 187 т. соединения хлора и 7 т. окиси азота. Это достаточно для разрушения 10 млн. т. озона. Относительно производство и применение ХФУ имеются международные соглашения, согласно которым государства-участники запрещают ввоз и применение сверх установленной нормы озоноразрушающих ХФУ.  В последние годы начато производство и применение неразрушающих озона ГФХУ.

 10.3.  Загрязнение атмосферы, источники загрязнения

10.3.1. Загрязнение атмосферы – это нарушение естественного газового баланса привнесением в атмосферный воздух агентов в количестве, превышающий способности её естественного самоочищения.

10.3.2. Источники загрязнения. Естественные (биогенные) – извержение вулканов (в постоянном действии 500 вулканов с годовым выбросом пыли и зола 75 млн.т.), пыль от поверхности Земли (от  Арала до 140 млн.т. соляная пыль и песок), лесные пожары не по вине человека.

Искусственные (антропогенные) – все источники выброса, связанные с жизнедеятельностью человека. Делятся на 2 группы: стационарные (предприятия промышленности и энергетики)  и  передвижные – средства транспорта.

_______________________________________________________________

Международные соглашения. 1985 г. Венская Конвенция (120 государств мира, Узбекистан с 1993 г), Монреальский протокол (1993), Лондонская (1998) и Копенгагенская (1998) поправки.

Озоноразрушающие  ХФУ: R-11, 12, 113, 114, 115;

Не разрушающие озона ГФХУ: R-23, 32, 125a, 134a, 143a, 404a, 407a, 410, 507a, 508a.

 

Состав выбросов от промышленности зависит от состава  сырья, производимой продукции и  применяемого при этом вида топлива. Металлургия выбрасывает серу, окиси углерода и железа, пыль меди, ядовитые соединения фтора, сажи и многих других. Химическая промышленность – различные ядовитые вещества: фтористые соединения, аммиак, фенолы, эфиры, органические кислоты и др.

Состав выбросов предприятий энергетической промышленности зависит от состава сжигаемого топлива. ТЭС выбрасывают особенно много окислы серы (S в мазуте до 4,5%). ТЭС, мощностью 1000 МВт, в сутки выбрасывает до 936 т. окислы серы.  При высоких температурах атмосферный азот окисляется и образует окиси азота. Поэтому вокруг предприятий иногда выпадают «кислотные осадки», содержащие серной и азотной кислот.

Транспорт. Больше, чем половина мировых выбросов приходится на долю автотранспорта. Особенно большое загрязнение от автотранспорта наблюдается в крупных мегаполисах развитых стран (напр., в Нью-Йорке и Токио - до 90%, в Узбекистане – 14%). Общее количество мировых автотранспортных выбросов составляет более 300 млн.т., половина из него окиси углерода, остальные углеводороды, окиси азота, углекислый газ, сернистый ангидрид, пары свинца, бензапирен и др.

 Для здоровье человека особенно вредны диоксины (обиходное название полихлорированных высокотоксичных веществ канцерогенного, тератогенного и мутагенного действия). Они   образуются при обработке и сжигании твердых отходов с содержанием хлорированных углеводородов. Их могут применять в оружиях массового поражения.

 Одним из  источников загрязнения атмосферы  является цветная металлургия  и взрывы атомных и водородных  бомб.

 

 

 

 

10.4. Последствия загрязнения атмосферы и меры его

предотвращения

 

10.4.1. Последствия. Последствия самые разнообразные и неприятные.

1. Влияет на  микроклимат (за последние 50 лет  в Париже число пасмурных дней  увеличено на 60 дней., в г. Самарканде  туманы увеличились в 6 раз,  осадки на 11 мм, в центре Москвы  температура  воздуха на 4,9⁰С выше, чем в её периферии).

2. Загрязняется  вода и почва.

3. Отравляется  растительный и животный мир,  вокруг промпредприятий образуются  «индустриальные пустыни» (Таджикский  алюминиевый завод – Денау,  Узун, Сарыассия, Олтинсай).

4. Губительно  действует на человека (уменьшение солнечной радиации благоприятствует развитию болезнетворных микроорганизмов и снижает иммунитет человеческого организма).

5. От промышленных  выбросов могут образоваться  смоги (от англ. smoke - дым, fog - туман), т.е. ядовитые туманы (1952 г. В результате случившегося над Лондоном смога погибли 4 тыс. человек, получили увечья  10 тыс. человек). Транспортные выбросы могут образовать фотохимический смог (они случались в США, Токио, Мехико, Буэнос-Айрес).

10.4.2. Меры предотвращения. Меры весьма разнообразные:

1. Нормирование  предельно-допустимых выбросов вредных  веществ

2. Выявление  закономерности распространения  вредных веществ в атмосферу  местности. Они заключаются в  следующем:

• чем выше выброс, тем больше эффект его рассеивания в воздушный бассейн;

• чем больше влажность воздуха, тем больше  оседание вредных выбросов на земную поверхность;

• в средних  широтах, в т.ч. в Узбекистане, выбросы  передвигаются по направлению ветров преимущественно с запада на восток;

• т.к. в местности, окруженной горными хребтами, а также  в местах с неровным рельефом, направление  перемещения  воздуха с верха  вниз, коэффициент оседания вредных  веществ на землю выше;

• поскольку  в населенных пунктах с многоэтажными  зданиями движение воздуха пассивный, вредные выбросы плохо рассеиваются;

• транспортные выбросы выбрасываются  низко  над землей и поэтому они в  воздухе плохо рассеиваются.

10.4.2. Методы и средства очистки  воздуха от промышленных выбросов

В зависимости  от степени осаждаемости промышленных выбросов  применяются разные методы и технические средства по очистке воздуха от них.

10.4.2.1. Очистка аэрозольных выбросов производится механическим путем в пылеуловителях с применением методов: сухой и сухой-мокрый.

Сухой метод основан на гравитационное осаждение и фильтрации. Гравитационное осаждение осуществляется в камерах осаждения пыли, где запыленный воздух (50-100 μм) медленно проводится в одностороннем направлении. Эффект очистки не более 50%.  Фильтрация осуществляется на предприятиях по производству цемента и в металлургии  в электрических и рукавных фильтрах (2 μм). Эффект очистки 98-99,9%.

При сухом-мокром методе запыленный воздух сначала подвергается инерционному осаждению в многожалюзных и полочных пылеуловителях (грубая очистка 20 μм), за тем центробежному осаждению в циклонах (батарейные и ротоциклоны 30 μм). Эффект до 90%. После этого поток воздуха проводится через скруббер.

10.4.2.2. Очистка токсичных газо- и парообразных  выбросов производится методами абсорбции, адсорбции, катализа, термический и конденсационный:         

• абсорбция (лат. absorption – поглощение) – это  поглощение вредных примесей жидкими поглотителями (вода, растворы щелочей и железного купороса, сульфат аммония, вязкие масла).

• адсорбция (лат. ad – на, sorbene – поглощать) – это поглощение вредных примесей  на твердых поглотителях (активированный угол, глинозем, силикагель и т.п.).

• каталитический (гр. katalysis – разрушение) метод основан на химическом превращении вредных компонентов на мало-, или безвредные вещества. В качестве катализатора применяются платина, палладий, окиси меди и марганца.

• термический (гр.therme – жар) метод основан на сжигании горючих примесей в топках печей или факельных горелках. Сжигание применяется для очистки газов от легкоокисляемых токсичных примесей;

• конденсационный (лат. condensation – сгущение) метод заключается в уменьшении давления насыщенного пара растворителя при понижении температуры.

                                   

1. Расскажите об атмосфере и её строение?
2. В чем заключается механизм атмосферы в стабилизации температуры на земной поверхности?
3. Естественный газовый состав атмосферы?
4. Что знаете об «озоновом слое»?
5. Приведите примеры к озоноразрушающим веществам
6. По какому механизму углекислый газ создаёт парниковый эффект?
7. Какие источники загрязнения атмосферы?
8. Что понимаете под ПДВ?
9. По каким закономерностям распространяются вредные выбросы в атмосфере?
10. Какие меры охраны атмосферы на производстве?
11. Какими методами и средствами на производстве очищаются загрязненный воздух?

 

Основная литература

Гарин В.М. и др. Экология для технических вузов. М.: Феникс, 2003 – 384 с.

Никитин Д.П., Новиков Ю.В.  Окружающая среда и человек. М.: Высшая школа, 1980 – 423 с.

Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек. М.: Гранд, 2005 – 728 с.

 Сайдаминов С.С. и др.  Инженерно-технические мероприятия по охране окружающей среды. Тошкент: Ўқитувчи, 1994 – 191 с.

Салимов Х.В. Экология //Русско-узбекский толковый словарь//. Ташкент:

Изд-во O‘zbekiston milliy ensiklopediyasi, 2009 – 461 с.

Ergashev A., Ergashev Т.  Ekologiya, biosftra va tabiatni muhofaza qilish. Toshkent: Yangi asr avlodi, 2005 – 433 c.

 

Дополнительная литература

Баратов П. и др. Табиатни муҳофаза қилиш ва ўзгартириш. Тошкент:

Ўқитувчи, 1980 – 286 c.

Маврищев В.В. Общая экология //Курс лекций//. Минск, «Новое знание», 2005 – 298 с.

Николайкин Н.И. и др. Экология. М.: Дрофа, 2005 – 622 с.

Розанов С.  Общая экология //учебник для вузов//. Санк-Петербург-Москва-

Краснодар: Лань, 2005 – 288 с.

Хван Т.А.  Промышленная экология. Ростов-на-Дону: Феникс, 2003 – 310 с.

Кудратов О.  Саноат экологияси. Тошкент, 1999 – 181 c.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11 –  тема

 

Использование и охрана водных ресурсов

 

 

План  темы:

 

1. Значение воды в природе и жизни                                

           человека

 

       11.2.    Водные ресурсы Земли  и их 

                   географическое расположение 

 

2. Загрязнение воды. Источники загрязнения

 

3. Меры охраны воды

 

 

 

 

11. 1. Значение воды в природе и жизни человека

11.1.1. Значение.1) вода является сырьём для фотосинтеза;

2) вода обладает  большой теплоёмкостью (по сравнению  с древесиной – 2, с железом  – 10, с воздухом – 2300 раз), благодаря  чего стабилизирует температуры  на Земле и в живом организме;

3) поскольку в водной среде под воздействием солнечной радиации протекают фотохимические реакции, образуются новые химические элементы и их соединения (водной среде обнаружены 62 химических элементов). Жизнь родилась в водной среде в виде коацерватных капель;