Материал: Промышленность и окружающая среда.

Бензол также является потенциальным возбудителем рака. Считают, что более 10% бензола, используемого человеком (33 Мт в год), в конце концов теряется в атмосфере. Обнаружение основного источника выбросов бензола в атмосферу затруднено из-за наличия многих причин, например, табачного дыма. Другим ароматическим соединением, в больших количест­ вах присутствующим в бензине, является толуол (С6 Н5 СН3), действующий на здоровье людей подобно бензолу, но более слабо.

2.2.3.3.3. Выбросы в водоемы

Большинство людей не осознает, что выбросы в водоемы существен­ но более опасны, чем прочие выбросы. Континентальные воды очень важны для человека, поскольку они являются единственным надежным источником питьевой воды. Химический состав рек, озер и грунтовых вод сильно варьирует и контролируется преимущественно тремя факторами: химией элементов, режимами выветривания и биологическими процесса­ ми. В наше время появился мощный четвертый фактор —антропогенное воздействие.

Основные компоненты состава природных пресных вод представлены пятью группами

1. Главные ионы - анионы HCOJ, COj”, S04~, СГ, катионы Са2+, Mg2+, Na+, К+. В табл. 2.34 приведены содержания катионов в континентальной ко­ ре и речных водах. Различие между составами континентальной коры и реч­ ной воды особенно заметно для алюминия и железа.

Воды Земли имеют преимущественно карбонатно-кальциевый состав.

2.Растворенные газы - 0 2, С02, СН4, H2S и др. Растворимость газов сильно зависит от температуры, давления и степени минерализации воды.

3.Биогенные элементы - соединения азота, фосфора, кремния. Азот и

фосфор присутствуют в виде как неорганических ( NH4, N 02, NOJ,

Н2 РО-), так и органических соединений, кремний - в виде кремниевой и поликремниевых кислот (частично в коллоидном состоянии), причем органи­

ческие вещества могут находиться как в растворенном, так и во взвешен­ ном виде.

Таблица 2.34

Содержание основных катионов в континентальной коре и речных водах, мг/кг

Катионы Континентальная кора Речные воды

Таблица 2.35

Главные загрязнители воды

ФСПАВ - синтетические поверхностно-активные вещества (или детергенты).

4.Микроэлементы - типичные катионы (Li+, Rb+, Cs+, Sr2+, Ba2+ и др.), ионы тяжелых металлов (Си, Ag, Аи, Pb, Zn, Ni, Со и др.), аморфные комплексообразователи (Cr, Mn, V), типичные анионы (Br , I , F ), радиоактив­ ные элементы.

5.Органические вещества.

Под загрязнением водоемов понимают снижение их биосферных функ­ ций в результате попадания в них вредных веществ.

Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептиче­ ских свойств (нарушение прозрачности, окраски, запахов, вкуса), увеличе­ нии содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных элементов, со­ кращении количества растворенного в воде кислорода, появлении радиоак­ тивных элементов, болезнетворных бактерий и т.д.

Установлено, что загрязнение воды могут вызвать более 400 видов ве­ ществ. Различают химические, биологические и физические загрязнители (табл. 2 .3 5 ).

Химическое загрязнение - наиболее распространенное, стойкое и да­ леко распространяющееся. Оно может быть органическим (фенолы, нафтеновые кислоты, пестициды и др.) и неорганическим (соли, кисло­ ты, щелочи).

При осаждении на дно водоемов или при фильтрации в пласте вредные химические вещества сорбируются частицами породы, окисляются или вос­ станавливаются, выпадают в осадок и т.д. Очаг химического загрязнения подземных вод в сильнопроницаемых грунтах может распространяться на десятки километров и более.

Биологическое загрязнение - выражается в появлении в воде патоген­ ных бактерий, вирусов (до 700 видов), простейших грибов. Этот вид загряз­ нений носит временный характер.

Физическое загрязнение - представлено, прежде всего, радиоактивными элементами. Наиболее опасны долгоживущие радиоактивные элементы (стронций-90, уран, радий-226, цезий и др.). Эти вещества попадают в поверхно-

Таблица 2.36

Примерный состав бытовых и промышленных сточных вод крупного города, мг/л

* ХПК - "химическая потребность в кислороде", или "дихроматная окисляемость", дает представление о содержании в воде органических веществ, способных к окислению сильными окислителями (определяется с помощью дихромата калия).

**ВПК - "биохимическая потребность в кислороде", характеризует степень загрязнения сточных вод органическими примесями, способными разлагаться микроорганизмами с потреблением кислорода, и показывает количество кислорода, потребляемого аэробными микроорганизмами.

стные водоемы при сбрасывании в них радиоактивных отходов, захоронении отходов на дне и т.д. Механическое загрязнение отличается попаданием в воду различных примесей (песок, шламы, ил), а также засорением воды твердыми бытовыми отходами, остатками лесосплава и др. Тепловое загрязнение прояв­ ляется в повышении температуры воды в результате ее смешивания с более на­ гретыми поверхностными или технологическими стоками. При повышении температуры происходит изменение состава и свойств воды, что может приве­ сти к размножению анаэробных бактерий, “цветению” воды и т.д. По сущест­ вующим нормам тепловая нагрузка не должна превышать 12-17 кДж/м2.

Загрязнение водоемов вызывается:

-сбросом в водоемы неочищенных сточных вод;

-смывом вредных веществ ливневыми стоками;

-газодымовыми выбросами;

-утечкой нефти и нефтепродуктов.

Наибольший ущерб водоемам причиняет выпуск в них неочищенных сточных вод. Сточные воды подразделяются на хозяйственно-бытовые, промышленные, поверхностные стоки предприятий и населенных пунктов, сельскохозяйственные, шахтные и рудничные.

Хозяйственно-бытовые сточные воды содержат органические и мине­ ральные вещества в растворенном и взвешенном состоянии (табл. 2.36). Они образуются в жилых и общественных зданиях, на предприятиях, при приго­ товлении пищи, после санитарных уборок, стирки, чистки и т.д.

Промышленные сточные воды отличаются большим разнообразием со­ става и концентраций загрязнителей, определяемых характером производ­ ства, а также системой водоснабжения и водоотведения. Выделяют 4 кате­ гории сточных вод.

На промышленных предприятиях до 90% воды расходуется на охлажде­ ние продуктов или агрегатов в технологических процессах, и сточная вода имеет лишь тепловое загрязнение - I категория. Аварийный режим или утечки в данном случае не принимаются во внимание.

Воды II категории - те, которые служат в качестве поглощающей и транспортирующей нерастворимые дисперсные примеси, которыми они и загрязняются.

Воды III категории аналогичны по происхождению водам II категории, но они не нагреваются при контакте с продуктами.

Воды IV категории являются непосредственно реакционным агентом и загрязнены всеми компонентами технологического процесса.

По происхождению сточные воды предприятий подразделяют на три вида:

-производственные - использованные или сопутствующие технологи­ ческому процессу, которые, в свою очередь, делят на загрязненные и норма­ тивно чистые;

-бытовые - от санузлов, пищеблоков, душевых установок;

-атмосферные - дождевые, талые, а также поверхностные после поли­ ва территории.

Все многообразие производственных сточных вод по характеру основ­ ных загрязнений можно свести к трем группам:

-содержащие минеральные примеси (угольная промышленность, энер­ гетика, машиностроение, металлургия, производство строительных матери­ алов, минеральных кислот, удобрений и др.);

-содержащие органические примеси (мясная, рыбная, консервная пище­ вая промышленность и др.);

-содержащие органоминеральные примеси (нефтедобывающие, нефте­ перерабатывающие, текстильные предприятия и др.).

По концентрации (мг/л) примесей загрязненные промышленные стоки классифицируются по четырем группам:

-слабоконцентрированные (0—500);

-среднеконцентрированные (500-5000);

-концентрированные (5000-30 000);

-высококонцентрированные (более 30 000). По агрессивности стоков выделяют:

-неагрессивные - pH 6 ,5-8,0;

-слабоагрессивные - pH 6 ,0-6,5 и 8-9; ~ сильноагрессивные - pH < 6 и > 9.

Поверхностные стоки населенных пунктов - формируются за счет до­

ждевых, талых и поливомоечных вод. Концентрация загрязняющих веществ в поверхностном стоке колеблется в широких пределах. По составу преоб-

ладают взвешенные (130-11 300 мг/л) органические вещества, нефтепроду­

кты, биогенные элементы, тяжелые металлы.

Сельскохозяйственные стоки - подразделяются на стоки животноводче­ ских комплексов, поверхностные стоки с полей, коллекторно-дренажные воды.

Использование промышленных методов хозяйствования и концентра­ ция большого количества скота на небольших площадях сделали животно­ водство одним из основных источников загрязнения водных объектов. Ко­ личество отходов на животноводческих комплексах и фермах довольно зна­ чительно и превышает объем бытовых отходов. Основными загрязняющи­ ми компонентами стоков животноводства являются органические вещества,

азот, фосфор.

Составы поверхностного стока ливневых и талых вод с сельскохозяйст­ венных угодий содержат вещества, применяемые в качестве удобрений и средств защиты растений: азот, фосфор, калий, пестициды.

Орошение земель приводит к вымыванию из них легкорастворимых со­ лей, в первую очередь натрия, сульфатов и хлоридов.

Шахтные и рудничные воды - часто имеют высокую минерализацию, кислую реакцию среды и содержат большое количество рудных элементов, которые интенсивно концентрируются как в жидкой фазе, так и во взвесях.

Наиболее существенны антропогенные воздействия на водоемы в рай­ онах промышленных зон, водохранилищ и гидроузлов, сельскохозяйствен­ ного производства, мелиорации земель, добычи полезных ископаемых.

Воздействие человека сказывается, прежде всего, на гидрохимическом режиме водных объектов, который характеризуется химическим составом воды, взвесей, живых организмов и донных отложений, а также процессами обмена веществ между ними.

Степень устойчивости водных объектов зависит от объема системы, гидрологического и гидрохимического режимов. При антропогенном воз­ действии увеличивается минерализации воды, изменяется соотношение главных ионов (например, воды из гидрокарбонатно-кальциевых превраща­ ются в сульфатно-кальциевые, сульфатно-хлоридно-натриевые и т.д.), рас­ тет концентрация биогенных элементов, токсичных металлов, изменяется соотношение растворенных и взвешенных фракций и т.д. При снижении транспортной способности потока взвешенные частицы отлагаются на дне, образуя техногенные потоки рассеяния в донных отложениях. Эти потоки, в свою очередь, могут концентрировать в себе широкий комплекс элементов, содержание которых может превышать фон в десятки и сотни раз.

В Российской Федерации забор воды на различные нужды составлял в 1991 г. 117 км3 в год, или 2,7% от среднего многолетнего стока —4300 км3 в год, из которых 53% направлялось на нужды промышленности, 16% - на орошение, 15%—на хозяйственно-питьевые нужды, 4% —на сельскохозяйст­ венное водоснабжение, 1 2 % - прочее. При средней невысокой величине за­

бора воды (2,7%) в отдельных регионах (европейская часть, Урал) забор до­ ходит до 50%. v F

По различным данным расход воды в расчете на 1 т готовой продукции составляет, м3: г

-синтетического волокна - 500-1000;

-хлопчатобумажной ткани - более 1 0 0 0 ;