Слайд 2
Биосфера
Биосфера (в современном понимании) – своеобразная оболочка Земли,
содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества
планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами. Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы.
Атмосфера – наиболее легкая оболочка Земли, которая граничит с космическим пространством; через атмосферу осуществляется обмен вещества и энергии с космосом.
Гидросфера – водная оболочка Земли.
Вследствие высокой подвижности вода проникает повсеместно в различные природные образования, даже наиболее чистые атмосферные воды содержат от 10 до 50 мгр/л растворимых веществ. Преобладающие элементы химического состава гидросферы: Na+, Mg2+, Ca2+, Cl–, S, C.
Слайд 3
Биосфера
Концентрация того или иного элемента в воде еще
ничего не говорит о том, насколько он важен для
растительных и животных организмов, обитающих в ней. В этом отношении ведущая роль принадлежит N, P, Si, которые усваиваются живыми организмами. Главной особенностью океанической воды является то, что основные ионы характеризуются постоянным соотношением во всем объеме мирового океана.
Литосфера – внешняя твердая оболочка Земли, состоящая из осадочных и магматических пород. В настоящее время земной корой принято считать верхний слой твердого тела планеты, расположенный выше сейсмической границы Мохоровичича. Поверхностный слой литосферы, в котором осуществляется взаимодействие живой материи с минеральной (неорганической), представляет собой почву.
Слайд 4
Биосфера
Остатки организмов после разложения переходят в гумус (плодородную
часть почвы). Составными частями почвы служат минералы, органические вещества,
живые организмы, вода, газы. Преобладающие элементы химического состава литосферы: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K.
Слайд 5
Загрязнение атмосферы
Существует два главных источника загрязнения атмосферы: естественный
и антропогенный. Естественный источник - это вулканы, пыльные бури,
выветривание, лесные пожары, процессы разложения растений и животных.
К основным антропогенным источникам загрязнения атмосферы относятся предприятия топливно-энергетического комплекса, транспорт, различные машиностроительные предприятия.
Слайд 6
Загрязнение атмосферы
К природным источникам загрязнения относятся: извержения вулканов,
пыльные бури, лесные пожары, пыль космического происхождения, частицы морской
соли, продукты растительного, животного и микробиологического происхождения. Уровень такого загрязнения рассматривается в качестве фонового, который мало изменяется со временем.
Слайд 7
Загрязнение атмосферы
Антропогенные источники загрязнения обусловлены хозяйственной деятельностью человека.
К ним следует отнести:
1. Сжигание горючих ископаемых, которое сопровождается
выбросом 5 млрд. т. углекислого газа в год. В результате этого за 100 лет (1860 – 1960 гг.) содержание СО2 увеличилось на 18 % (с 0,027 до 0,032%). За последние три десятилетия темпы этих выбросов значительно возросли. При таких темпах к 2000 г. количество углекислого газа в атмосфере составит не менее 0,05%.
2. Работа тепловых электростанций, когда при сжигании высокосернистых углей в результате выделения сернистого газа и мазута образуются кислотные дожди.
Слайд 8
Загрязнение атмосферы
3. Выхлопы современных турбореактивных самолетов с оксидами
азота и газообразными фторуглеводородами из аэрозолей, которые могут привести
к повреждению озонового слоя атмосферы (озоносферы).
4. Производственная деятельность.
5. Загрязнение взвешенными частицами (при измельчении, фасовке и загрузке, от котельных, электростанций, шахтных стволов, карьеров при сжигании мусора).
6. Выбросы предприятиями различных газов.
7. Сжигание топлива в факельных печах, в результате чего образуется самый массовый загрязнитель – монооксид углерода.
Слайд 9
Загрязнение атмосферы
8. Сжигание топлива в котлах и двигателях
транспортных средств, сопровождающееся образованием оксидов азота, которые вызывают смог.
9.
Вентиляционные выбросы (шахтные стволы).
10. Вентиляционные выбросы с чрезмерной концентрацией озона из помещений с установками высоких энергий (ускорители, ультрафиолетовые источники и атомные реакторы) при ПДК в рабочих помещениях 0,1 мг/м3. В больших количествах озон является высокотоксичным газом.
Слайд 10
Загрязнение атмосферы
Высокая опасность химических и биохимических производств заключается
в потенциальной возможности аварийных выбросов в атмосферу чрезвычайно токсичных
веществ, а также микробов и вирусов, которые могут вызвать эпидемии среди населения и животных.
Основные загрязнители воздуха жилых помещений – пыль и табачный дым, угарный и углекислый газы, двуокись азота, радон и тяжелые металлы, инсектициды, дезодоранты, синтетические моющие вещества, аэрозоли лекарств, микробы и бактерии. Японские исследователи показали, что бронхиальная астма может быть связана с наличием в воздухе жилищ домашних клещей.
Слайд 11
Загрязнение атмосферы
Источники загрязнений:
теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают
в воздух сернистый и углекислый газ;
металлургические предприятия, особенно цветной
металлургии, которые выбрасывают в воздух оксиды азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка;
химические и цементные заводы.
Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов.
Слайд 12
Загрязнение атмосферы
Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие непосредственно
в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних.
Основным
источником пирогенного загрязнения на планете являются тепловые электростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки, потребляющие более 70% ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива.
Слайд 13
Загрязнение атмосферы
Аэрозольное загрязнение атмосферы
Аэрозоли - это твердые или
жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Твердые
компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для организмов, а у людей вызывают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с водяным паром. Большое количество пылевых частиц образуется также в ходе производственной деятельности людей.
Слайд 14
Загрязнение атмосферы
Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются
ТЭС, которые потребляют уголь высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические,
цементные, магнезитовые и сажевые заводы. Постоянными источниками аэрозольного загрязнения являются промышленные отвалы - искусственные насыпи из переотложенного материала, преимущественно вскрышных пород. Источником пыли и ядовитых газов служат массовые взрывные работы.
Слайд 15
Загрязнение атмосферы
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 соединения перекисной 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. 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.
Слайд 16
Загрязнение гидросферы
Источники загрязнения вод
Источниками загрязнения признаются объекты, с
которых осуществляется сброс или иное поступление в водные объекты
вредных веществ, ухудшающее качество поверхностных вод, ограничивающих их использование, а также негативно влияющих на состояние дна и береговых водных объектов.
Охрана водных объектов от загрязнений осуществляется посредством регулирования деятельности как стационарных, так и других источников загрязнений.
Слайд 17
Загрязнение гидросферы
Аварийное загрязнение водных объектов возникает при залповом
сбросе вредных веществ в поверхностные водные объекты, который причиняет
вред или создает угрозу причинения вреда здоровью населения, нормальному осуществлению хозяйственной и иной деятельности, состоянию окружающей природной среды, а также биологическому разнообразию. Меры предупреждения вредного воздействия на водные объекты определяются водным законодательством Российской Федерации.
Основными источниками загрязнения водоёмов служат предприятия чёрной и цветной металлургии, химической и нефтехимической, целлюлозно-бумажной, лёгкой промышленности.
Слайд 18
Бытовые отходы
В моря и океаны через реки, непосредственно
с суши, а также с судов и барж попадают
жидкие и твёрдые бытовые отходы. Часть этих загрязнений оседает в прибрежной зоне, а часть под влиянием морских течений и ветра рассеивается в разных направлениях. Бытовые отходы опасны не только тем, что они являются переносчиками болезней человека (главным образом кишечной группы – брюшной тиф, дизентерия, холера), но и тем, что содержат значительное количество кислородопоглощающих веществ. Кислород поддерживает жизнь в море, он – необходимый элемент процесса разложения органических веществ, поступающих в водную среду. Коммунальные же отбросы, поступающие в воду в очень больших количествах, могут значительно снизить содержание растворённого кислорода.
Слайд 19
Бытовые отходы
В последние десятилетия особым видом твёрдых отбросов,
загрязняющих океаны, стали пластмассовые изделия (синтетические плёнки и ёмкости,
пластмассовые сети и т. п.). Эти материалы легче воды, а поэтому долго плавают на поверхности, загрязняют морское побережье. Пластмассовые отходы представляют серьёзную опасность для судоходства: опутывая гребные винты судов, засоряя трубопроводы системы охлаждения морских двигателей, они нередко становятся причиной кораблекрушений. Кроме того, известны случаи гибели крупных морских млекопитающих из-за механической закупорки лёгких кусками синтетической упаковки.
Слайд 20
Нефть и нефтепродукты
К числу наиболее вредных химических загрязнений
относятся нефть и нефтепродукты. Ежегодно в океан попадает более
10 млн. т нефти. Загрязняют поверхность танкеры, содействует загрязнению и утечка нефти при подводном бурении. В период между 1973-1984 годами в США Институтом охраны окружающей среды и энергетики отмечено до 12000 случаев загрязнения вод нефтью. В период между 1970-1982 годами в мире зарегистрировано 169 крупных аварий танкеров и 17000 второстепенных случаев разлития нефти.
Слайд 21
Нефть и нефтепродукты
Обеспокоенность общественности нефтяным загрязнением обусловливается неуклонным
ростом экономических потерь в рыболовстве, туризме и других сферах
деятельности. Только 1 т нефти способна покрыть до 12 км2 поверхности моря. А нефтяная плёнка нарушает все физико-химические процессы: повышается температура поверхностного слоя воды, ухудшается газообмен, рыба уходит или погибает, но и осевшая на дно нефть долгое время вредит всему живому. Нарушается обмен океана с атмосферой: энергией, газами, теплом и влагой, в результате перестаёт размножаться планктон – основной продукт питания морских обитателей.
Слайд 22
Нефть и нефтепродукты
В верхних 5-10 см водной толщи
развивается богатейшее сообщество самых разнообразных организмов. Его называют нейстоном.
Здесь находится «питомник» молоди очень многих видов рыб и беспозвоночных животных, которые, вырастая, населяют водную толщу и дно морей и океаном. На поверхности же накапливается вещества-загрязнители, в том числе нефть и нефтепродукты.
Слайд 23
Радиоактивные загрязнения
Захоронение жидких и твёрдых радиоактивных отходов в
море в 50-60-е годы осуществляли многие страны, имеющие атомный
флот. Для России эта проблема приобретает всё более острое значение и с точки зрения соблюдения международных радиационных обязательств, и в связи с необходимостью обеспечить экологическую безопасность страны. Установлено, что захоронения радиоактивных отходов проводились в пяти районах Баренцева моря, недалеко от полигона на Новой Земле, в десяти районах Охотского, Японского морей и в открытой части Тихого океана. Великобритания затапливала радиоактивные отходы в Ирландском море, а Франция - в Северном, откуда загрязнения попадали в Баренцево море.
Слайд 24
Радиоактивные загрязнения
Непосредственно в районах захоронения контроль за радиационной
обстановкой практически не осуществляется. Определить состояние защитных барьеров захороненных
отходов, скорость и масштабы выхода радионуклидов очень трудно. По приблизительным оценкам экспертов, активность захороненных отходов довольно высока.
Слайд 25
Химическое загрязнение природных вод
Загрязнения, поступающие в водную среду,
классифицируют по разному, в зависимости от подходов, критериев и
задач. Так, обычно выделяют химическое, физическое и биологические загрязнения, как неорганической (минеральные соли, кислоты, щелочи, глинистые частицы), так и органической природы (нефть и нефтепродукты, органические остатки, поверхностноактивные вещества, пестициды).
Слайд 26
Химическое загрязнение природных вод
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. К опасным загрязнителям водной среды можно отнести неорганические кислоты и основания, обуславливающие широкий диапозон рН промышленных стоков. Среди основных источников загрязнения гидросферы минеральными веществами и биогенными элементами следует упомянуть предприятия пищевой промышленности и сельское хозяйство.
Слайд 27
Химическое загрязнение природных 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 сбрасывали промышленные стоки с техногенной ртутью.
Слайд 28
Химическое загрязнение природных вод
Органическое загрязнение
Среди вносимых в океан
с суши растворимых веществ, большое значение для обитателей водной
среды имеют не только минеральные, биогенные элементы, но и органические остатки. Сточные воды, содержащие суспензии органического происхождения или растворенное органическое вещество, пагубно влияют 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 сероводород, которые приводят к загрязнению всей воды в реке.
Слайд 29
Химическое загрязнение природных вод
Наличие суспензий затрудняет 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 содействуют 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 стоками.
Слайд 30
Химическое загрязнение природных вод
Количество в мировом стоке загрязняющих
веществ, 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
Бактериальное загрязнение и ядовитые химические вещества (например, фенол) приводят к омертвению водоемов.
Слайд 31
Химическое загрязнение природных вод
Вредные вещества, поступающие в воду:
нефть, нефтепродукты (в результате нефтедобычи, транспортировки, переработки, использования нефти
в качестве топлива и промышленного сырья), токсичные синтетические вещества (применяющиеся в промышленности, на транспорте, в коммунально-бытовом хозяйстве), металлы (ртуть, свинец, цинк, медь, хром, олово, марганец). Одним из видов загрязнения является тепловое загрязнение (электростанции, промышленные предприятия часто сбрасывают подогретую воду в водоем, что уменьшает количество кислорода, увеличивает токсичность примесей, нарушает биологическое равновесие).
С речным стоком, а также от морского транспорта, в моря поступают болезнетворные отходы, нефтепродукты, соли тяжелых металлов, ядовитые органические соединения, в т.ч. пестициды.
Слайд 32
Загрязнение литосферы
Литосфера загрязняется жидкими и твердыми загрязняющими веществами
и отходами. Установлено, что ежегодно на одного жителя Земли
образуется одна тонна отходов, в том числе более 50 кг полимерных, трудноразлагаемых.
Источники загрязнение почвы могут быть классифицированы следующим образом:
Слайд 33
Загрязнение литосферы
Жилые дома и коммунально-бытовые предприятия. В составе
загрязняющих веществ этой категории источников преобладают бытовой мусор, пищевые
отходы, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода и т.п. Все это собирается и вывозится на свалки. Для крупных городов сбор и уничтожение бытового мусора на свалках превратили в трудноразрешимую проблему. Простое сжигание мусора на городских свалках сопровождается выделением ядовитых веществ. При сжигании таких предметов, например, хлорсодержащих полимеров, образуются сильно токсичные вещества - диоксиды. Несмотря на это, в последние годы разрабатываются способы уничтожения бытового мусора без сжигания. Перспективным способом считается сжигание такого мусора над горячими расплавами металлов.
Слайд 34
Загрязнение литосферы
Промышленные предприятия
В твердых и жидких промышленных отходах
постоянно присутствуют вещества, способные оказывать токсическое воздействие на живые
организмы и растения. Например, в отходах металлургической промышленности обычно присутствуют соли цветных тяжелых металлов. Машиностроительная промышленность выбрасывает в окружающую природную среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия; при производстве пластмасс и искусственных волокон образуются отходы, содержащие фенол, бензол, стирол; при производстве синтетических каучуков в почву попадают отходы катализаторов, некондиционные полимерные сгустки.
Слайд 35
Загрязнение литосферы
При производстве резиновых изделий в окружающую среду
поступают пылевидные ингредиенты, сажа, которые оседают на почву и
растения, отходы резинотекстильных и резиновых деталей, а при эксплуатации шин – изношенные и вышедшие из строя покрышки, автокамеры и ободные ленты. Хранение и утилизация изношенных шин в настоящее время являются еще нерешенными проблемами, так как при этом часто происходит сильные пожары, которые очень трудно тушить. Степень утилизации изношенных шин не превышает 30% от общего их объема.
Слайд 36
Загрязнение литосферы
Транспорт
При работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно выделяются
оксиды азота, свинец, углеводороды, оксид углерода, сажа и другие
вещества, оседающие на поверхность земли или поглощаемые растениями. В последнем случае эти вещества также попадают в почву и вовлекаются в круговорот, связанный с пищевыми цепями.
Сельское хозяйство
Загрязнение почвы в сельском хозяйстве происходит вследствие внесения огромных количеств минеральных удобрений и ядохимикатов. Известно, что в составе некоторых ядохимикатов содержится ртуть.
Слайд 37
Загрязнение литосферы при захоронении радиоактивных отходов
В процессе ядерной
реакции на атомных электростанциях лишь 0,5-1,5% ядерного топлива превращается
в тепловую энергию, а остальная часть(98,5-99,5%) выгружается из атомных реакторов в виде отходов. Эти отходы представляют собой радиоактивные продукты расщепления урана - плутоний, цезий, стронций и другие. Если учитывать, что загрузка ядерного топлива в реакторе составляет 180 т, то утилизация и захоронение отработанного ядерного представляют собой трудноразрешимую проблему.
Ежегодно в мире при производстве электроэнергии на атомных электростанциях образуется около 200000 куб.м. радиоактивных отходов с низкой и промежуточной активностью и 10000 куб.м. высокоактивных отходов и отработанного ядерного топлива.
Слайд 38
Загрязнение литосферы при захоронении радиоактивных отходов
Радиоактивные отходы бывают
жидкими и твердыми. В зависимости от агрегатного состояния изменяются
условия их захоронения.
Высокоактивные жидкие радиоактивные отходы, способные к взрыву, в виде азотнокислых водных растворов хранят в аппаратах объемом до нескольких кубометров с двойными стенками из нержавеющей стали и с мешалкой.
Жидкие высокоактивные радиоактивные отходы, не способные к взрыву хранятся в могильниках, которые состоят из шахт и помещений для хранения.
Слайд 39
Загрязнение литосферы при захоронении радиоактивных отходов
В настоящее время
одним из безопасных способов устранения опасности радиоактивного излучения твердых
ядерных отходов является их захоронение. Твердые радиоактивные отходы хоронят в специальных контейнерах в подземных штольнях, тоннелях. К ним предъявляются особые требования при транспортировке к месту захоронения.
Проблема транспортировки радиоактивных отходов особенно актуальна для России, так как построенные еще при СССР атомные электростанции в других странах работают на российском ядерном топливе, и, согласно договорам, Россия должна увозить отработанные отходы.
Слайд 40
Загрязнение почвы
Пестициды как загрязняющий фактор
Открытие пестицидов - химических
средств защиты растений и животных от различных вредителей и
болезней - одно из важнейших достижений современной науки. Однако в результате длительного применения пестицидов в сельском хозяйстве, медицине почти повсеместно отличается снижение из эффективности вследствие развития резистентных рас вредителей и распространению "новых" вредных организмов, естественные враги и конкуренты которых были уничтожены пестицидами.
Слайд 41
Загрязнение почвы
Неумеренное применение пестицидов (гербицидов, инсектицидов, дефолиантов) негативно
влияет на качество почвы. 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.
Слайд 42
Загрязнение почвы
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 понижено 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 возникают в результате хозяйственной деятельности человека, сопровождающейся эмиссией колоссальных количеств оксидов серы, азота, углерода.