Реферат на тему "Екологічна безпека літосфери"




Реферат на тему

текст обсуждение файлы править категориядобавить материалпродать работу




Реферат на тему Екологічна безпека літосфери

скачать

Найти другие подобные рефераты.

Реферат *
Размер: 29.52 кб.
Язык: украинский
Разместил (а): Максим
Предыдущая страница 1 2

добавить материал

У біосфері Землі  постійно відбувається взаємодія між компонентами її косної (космосу, атмосфери, гідросфери та літосфери) і живої (рослини, тварини та мікроорганізми) речовин. Ця взаємодія виражається в обміні речовини та енергії і супроводжується різними фізичними, хімічними та біологічними процесами. У результаті цих взаємодій на Землі формуються певні умови для забезпечення процесів життєдіяльності (клімат, хімічний склад повітря, води й ґрунту, морфологія земної поверхні тощо). Забруднення біосфери, що утворилися природним шляхом або внаслідок антропогенної діяльності, потрапивши в атмосферу, гідросферу чи літосферу, також перебувають у постійній взаємодії: відбуваються певні хімічні перетворення речовин в атмосферній та ґрунтовій воді, окисно-відновні реакції, гідроліз і комплексоутворення, хімічне та бактеріальне вилуження, сорбція, йонний обмін і багато інших. При взаємодії із земною поверхнею газуваті забрудники можуть виводитися з атмосфери. В ґрунт з атмосфери щороку надходить до З млн. т оксиду сульфуру (IV), 3,1 млн. т оксидів нітрогену, 8,2 млн. т оксиду карбону (II), 1,75 млн. т органічних сполук, 7 тис. т цинку, 6,5 тис. т свинцю, 80 т кадмію та близько 600 інших забруднювальних речовин. Це призводить до істотних змін середовища існування живих організмів.
Рослинний світ літосфери може поглинати атмосферні гази, як і неорганічні речовини, без подальшої переробки або активно включати їх у процеси метаболізму, створюючи сприятливий градієнт концентрацій для подальшого поглинання. За винятком вуглекислого газу, всі основні гази, що забруднюють повітря, значною мірою беруть участь у метаболізмі рослин. Проте для багатьох рослин спостерігаються порушення процесів життєдіяльності за дуже малих концентрацій забрудників. Взагалі росли ни зазнають шкідливої дії газуватих забрудників у менших концентраціях, ніж тварини (особливо у разі наявності озону, оксидів нітрогену й сульфуру). Винятком є лише оксид карбону (II), який завдає шкоди рослинам у значно більших концентраціях, ніж при дії на тварин.
У результаті хімічної взаємодії забруднювальних речовин відбувається їх трансформація з утворенням нових хімічних сполук — ксенобіотиків, які нерідко бувають ще токсичнішими, ніж вихідні забрудники. Яскравим прикладом таких штучно створених у природі сполук є нітрозаміни — продукти трансформації в ґрунті азотних добрив. Забруднювальні сполуки (зокрема, діоксини) можуть бути канцерогенними, тобто спричинювати ракові захворювання. Ці речовини потрапляють в атмосферне повітря, поверхневі й ґрунтові води та ґрунти, з яких переходять у рослини, а далі через ланцюги живлення — в організми тварин і людей. Накопичуючись в організмів в надмірній кількості, вони спричинюють різні захворювання і навіть смерть.
Характерною особливістю літосфери є те, що забруднення переміщуються в ній природним шляхом значно повільніше, ніж у гідросфері й атмосфері. Тому відбувається концентрування токсичних речовин і подальша міграція їх у різні середовища в процесі біологічного та геохімічного колообігів речовин. Внаслідок інтенсивного надходження ксенобіотиків порушується динамічна рівновага цих природних циклів, які складалися впродовж багатьох мільйонів років. А це врешті може призвести і вже частково призводить до незворотних катастрофічних змін у біосфері Землі.
Не маючи можливості детально розглянути всі ті процеси, що відбуваються в літосфері із забрудненнями антропогенного походження, зупинимося для прикладу тільки на деяких із них. Людство у своїй повсякденній діяльності використовує значну кількість металів, особливо заліза. На Землі залізо перебуває в окисненій формі у вигляді оксидів. Для добування металічного заліза, яке використовують у різних конструкціях, застосовують різні металургійні процеси, що ґрунтуються на відновленні оксидів феруму до металу за допомогою відновників (переважно вуглецю
та сполук карбону). У результаті відновної плавки в доменних печах виплавляють чавун (сплав заліза й вуглецю), а з нього в результаті окисної плавки в мартенівських печах і бесемерівських конверторах отримують сталь.
Із чавуну і сталі виробляють різні машини, механізми та будівельні конструкції. Після їх спрацювання та виходу з ужитку вони у вигляді металобрухту потрапляють у відходи, які накопичуються в літосфері в досить значній кількості. Більша частина цих відходів знову залучається в переробку шляхом їх переплавляння, і таким чином створюється техногенний колообіг металів у господарській діяльності людини. Інша частина цих відходів не може бути перероблена відразу, тому знаходиться на земній поверхні, зазнаючи окиснення атмосферним повітрям. Відбувається корозія металів.
Прискорення корозії заліза за наявності в атмосфері оксиду сульфуру (IV) пов'язане з наявністю Ре804 та вологи в нижньому оксидному шарі. При зменшенні вологості розчин висихає і електрохімічний процес призупиняється через відсутність гідроксид-іонів. Сульфат феруму (II) розчиняється в поверхневих, зливових та ґрунтових водах і у вигляді розчину може потрапляти безпосередньо в рослини і через ланцюги живлення — в організми тварин і людей або переноситися в підґрунтові води та з течією рік в океани. Сульфат феруму (II) окиснюється атмосферним розчиненим у воді киснем до сульфату феруму (III)за схемою
2РЄ804 + 1/202 + Н2§04 = РЄ2( 8С>4 )з + Н20.
Сульфат феруму (III) та основні сульфати феруму Ре(ОН)804, Ре(ОН)з та інші важкорозчинні сполуки здатні накопичуватися і таким чином концентрувати вміст заліза в середовищі, забруднюючи ґрунт.
Утворення сульфатів і нітратів металів може відбуватися й за іншою схемою. Оксид сульфуру (IV) розчиняється в краплях атмосферної або ґрунтової вологи, утворюючи сульфітну кислоту, яка взаємодіє з розчиненим киснем у воді з утворенням сульфатної кислоти за схемою
2Н2§Оз + 02 ^ 2Н2804.
Утворення нітратної кислоти відбувається за такою реакцією:
ЗМ02 + Н20 = 2НМОз + N0.
Сульфатна. та нітратна кислоти взаємодіють з металобрухтом за схемою
Ме + Н2804 = Ме804 + Н2Ї; Ме + 2НКОз = Мс (N03)2 + Н2Ї.
Сульфати й нітрати розчиняються у воді і надходять у рослини або водойми, в яких вони можуть накопичуватися чи гідролізуватися з утворенням важкорозчинних солей. Якщо утворені таким чином кислоти потрапляють до відвалів галургійних виробництв, зокрема галітових, що містять  хлориди натрію і калію, вони взаємодіють з цими солями за схемою
НМОз + NаС1 = NаNОз + НСіТ; НМОз + КС1 = КМОз + НСіТ.
Нітрати розчиняються у воді й потрапляють в організми рослин, тварин і людей. Хлоридна кислота в газуватому стані може надходити в атмосферне повітря або взаємодіяти з іншими сполуками, що знаходяться у ґрунті або водному розчині, утворюючи хлориди металів та інші речовини. Оксид сульфуру (IV) та утворені сульфатна й нітратна кислоти руйнують кам'яну та бетонну кладки. Вапняковий розчин і цегла поглинають  оксид сульфуру (IV) з утворенням сульфатів за схемою
СаСОз + 802 + 1/202 = Са504 + С02.
Особливо небезпечні сульфати для матеріалів, що містять карбонат кальцію (руйнування фресок та інших старовинних мармурових пам'яток). Нейлонові, бавовняні та віскозні тканини в повітряному середовищі, яке містить оксид сульфуру (IV) в кількості 0,1—0,2 млн., втрачають механічну міцність. Це пов'язано, очевидно, з кислотним гідролізом. Кислота утворюється на поверхні тканин при абсорбції сірчистого газу плівкою води. Озон, що знаходиться в атмосфері, є сильним окисником і дуже активним відносно багатьох органічних сполук. Цим пояснюється, вірогідно, його розкладання на поверхні твердого тіла. Озон руйнує деякі полімери та фарби, здатні окиснюватися.
Залізобактерії можуть сприяти розчиненню міді у відходах та відвалах мідних руд. За допомогою сульфатних розчинів феруму (III) і сульфатної кислоти за наявності сульфатів алюмінію і феруму (II) та тонових бактерій сульфіди міді перетворюються на водні розчини сульфату купруму за такою схемою:
2Ре2(804)з+2Си8+2Н20+302 --- 2Си804+4Ре804+2Н2804.
Ці сполуки надзвичайно токсичні і на відміну від неорганічних сполук меркурію міцно зв'язуються тканинами організмів тварин і людей та дуже повільно виводяться з організму. Диметилмеркурій леткий і після відмирання мікроорганізмів та інших організмів надходить не лише у воду, а й у повітря. При цьому створюються сприятливі умови для його подальшої трансформації та міграції.
Біометилювання під дією бактерій зазнають й інші метали — свинець, олово, кадмій, талій, селен, телур, золото. В повітрі під дією ультрафіолетового випромінювання металоорганічні сполуки розщеплюються на неорганічні та органічні похідні, які з атмосферними опадами знову надходять у Грунти літосфери. За підрахунками дослідників, щороку з дощем випадає 100 тис. т ртуті, тобто в 15—20 разів більше, ніж її видобувають. Мікроорганізми (дріжджі, актиноміцети, бактерії тощо) ефективно очищають ґрунти від нафти та нафтопродуктів, використовуючи ці забруднення для свого живлення. Таким чином, споживаючи забруднювальні речовини, мікроорганізми сприяють очищенню Грунтів від полютантів.
Значна кількість промислових стічних вод виносить токсичні речовини у водойми та ґрунти. Наприклад, стічні води металургійних виробництв містять солі важких металів, феноли, ціаніди та ін. Якщо воду навіть з невеликим вмістом фенолу прохлорувати для отримання питної води, то феноли перетворяться на хлорфенол і нададуть їй надзвичайно неприємного запаху.
Мінеральні добрива та інші хімікати, які застосовують у сільському господарстві для підвищення врожайності угідь, змиваються зливовими водами в поверхневі водойми, завдаючи їм значної шкоди. Зростання масштабів використання добрив та вимивання їх із ґрунту сприяє мінералізації водойм. Вміст добрив у ріках, озерах і колодязях понад 50 мг/л небезпечний для здоров'я і загрожує життю людей. Азот і фосфор призводять до інтенсивного розвитку водоростей. Останні, відмираючи, можуть повністю позбавити воду кисню (евтрофікація водойм) і тим самим зменшити її здатність до самоочищення. При цьому починають інтенсифікуватись анаеробні процеси біохімічного розкладання органічних речовин, зокрема мулу. У результаті виділяються гідрогенсульфід, аміак, метан, гідроксиламін та інші сполуки, забруднюючи атмосферне повітря та ґрунти. Навколо озер та річок стоїть сморід.
 
БЕРЕЖЛИВЕ СТАВЛЕННЯ ДО НАДР І ЗЕМНОЇ ПОВЕРХНІ
Надра — верхня частина земної кори від нижньої межі гумусового шару ґрунту до рівня, де ще можливий видобуток корисних копалин. З надр Землі видобувають вугілля, нафту, газ та корисні копалини. Останні використовують для добування металів, як сировину для хімічної промисловості, виробництва добрив для сільського господарства, будівельних матеріалів тощо. У надрах містяться лікувальні термальні та мінеральні води. В них будують різні господарські споруди і транспортні комунікації. Їх використовують для зберігання нафти, газу та різних матеріалів, захоронення шкідливих речовин і відходів виробництва. В Україні досліджено 90 видів корисних копалин, зосереджених більш як у 8000 родовищ, з яких 4000 експлуатуються. Родовища корисних копалин характер ризуються резервами, запасами та індексом використання природних ресурсів. Резерви — це обсяги корисних копалин, які можуть бути ефективно вилучені з надр за допомогою сучасних технологій. Запаси — загальний передбачуваний обсяг копалин у родовищах Землі.
Майже всі корисні копалини належать до невідновних ресурсів, тому що їх відтворення в земній корі відбувається дуже повільно. Інтенсивністьїх видобування та використання значно перевищує швидкість їх утворення. Використання людством корисних копалин подвоюється через кожні 14—15 років. Щорічне використання вугілля, заліза, мангану й нікелю за останні 100 років збільшилося у 50—60 разів, калію, алюмінію, молібденут й вольфраму — у 200—1000 разів. Щороку з надр Землі видобувають близько 120 млрд т руди та інших корисних копалин, майже по 20—ЗО т наодну людину. Тільки за 1991 р. у світі було видобуто 3,1 млрд т нафти,1,9 трлн м3 природного газу та 3,2—3,5 млрд т кам'яного і 1,2—1,5 млрд т бурого вугілля.
Якщо видобуток корисних копалин збережеться в такому обсязі, як нині, то багато родовищ будуть вичерпані через кілька десятиріч. У разів збільшення видобутку й використання мінеральних ресурсів країнами, що розвиваються, до рівня США на початку 90-х років XX ст., за даними 00Н, резерви бокситів, нафти, газу, міді, цинку, свинцю будуть вичерпані впродовж 5—15 років. З усього видобутого із земних надр обсягу речовин у вигляді продуктів виробництва використовується тільки 2—6 %, що пояснюється недосконалістю технологій. Решта потрапляє у відходи, які забруднюють навколишнє природне середовище. При зазначених темпах видобутку корисних копалин щороку утворюватиметься близько 400 млрд т твердих відходів. Значні обсяги видобутку сировини і на території України. Видобуток нафти становить 5,3 млн т, природного газу— 28,1 млрд м3, кам'яного вугілля — майже 137 млн т і бурого — близько 9,3 млн т. Україна задовольняє свої потреби майже всіма мінеральними ресурсами, за винятком паливно-енергетичних та деяких інших.
Освоєння родовищ мінеральних ресурсів охоплює геологорозвідувальні роботи, розробку родовищ та переробку мінеральної сировини. Кожен з цих етапів має певний вплив на навколишнє природне середовище.
Будівництво свердловин, шахт та кар'єрів пов'язане з відчуженням родючих земель, зміною природних ландшафтів та погіршенням екологічної  ситуації. В Україні щороку відводиться близько 5—7 тис. га земель для складування відходів та створення шламонакопичувачів.
Найістотніші порушення пов'язані з відкритими розробками, які потребують відведення місць для покривних порід. При цьому відбувається зниження рельєфу. Створення глибоких (до 800 м) і значних за площею кар'єрів супроводжується зсувами, обвалами й селями. Навколо родовищ облаштовують відвали пустої породи, терикони і шламосховища. Так, гірничозбагачувальними комбінатами Криворізького залізорудного району створені велетенські кар'єри завдовжки кілька кілометрів. Усі яри та балки засипані десятками мільйонів тонн відходів після збагачення залізної руди. У шламосховищах накопичується забруднена вода, яка підтоплює прилеглі території та забруднює підземні води. З їх поверхні вітрами розноситься пил на великі відстані. Розробка родовищ за допомогою вибухів спричинює забруднення атмосферного повітря пилом і шкідливими газами. Порушується міцність грунтів, збільшується тріщинуватість порід і зникають підземні води. Пилі газуваті викиди гірничозбагачувальних фабрик розносяться вітрами на далекі відстані й осідають на поверхні грунту, знижуючи врожайність угідь на 15—20%.
Під час підземних розробок утворюються пустоти, виникають тріщини в гірських породах, обвали та просідання породи, дренаж водоносних горизонтів та їх осушення. Відбувається набухання порід, виділення шкідливих газів (гідрогенсульфіду, метану) та прориви підземних вод. Тільки при підземному видобутку вугілля на шахтах світу щороку виділяється 25—28 млрд м3 метану. У країнах, де на шахтах виділяється багато метану, його використовують для опалення приміщень. З метою економії природ ного газу замість повітряного дуття у котли використовують метаново-газові суміші, навіть якщо вміст метану становить менш як 2,5 %.
Внаслідок порушення водоносних горизонтів відбувається приплив підземних вод у шахти та кар'єри. Щороку з шахт України відкачують понад 600 млн м3 шахтних вод з підвищеною мінералізацією (7,7—103,5 г/л), яка інколи досягає 150 г/л. Такі води, які відкачують у ставки-накопичувачі, спричинюють засолення навколишніх ґрунтів і водоносних шарів. У Центральному Донбасі внаслідок заглиблення дев'яти кар'єрів на 50—70 м від поверхні й відкачування з них підземних вод відбулося різке зниження їх рівня на всій площі регіону, а також у два-три рази підвищилася мінералізація, яка досягла 2,5 г/л.
Для зменшення втрат корисних копалин і охорони надр потрібно проводити повне розвідування родовищ з тим, щоб території, в надрах яких знаходяться родовища корисних копалин, не були забудовані або в їх зоні не були створені водосховища. Після завершення експлуатації родовищ слід обов'язково виконувати рекультиваційні роботи.
Заощадити мінеральні ресурси можна за рахунок істотного вдосконалення технології видобутку корисних копалин: свердловинне гідродобування й вилуження, підземні виплавляння сірки та газифікація вугілля тощо. Потрібно застосовувати технології комплексної переробки сировини, вилучаючи всі корисні інгредієнти, а пусту породу використовувати як будівельний або закладний матеріал. Пусті породи з вугільних та інших шахт використовують для будівництва шляхів, гідротехнічних дамб, виробництва будівельних блоків, заповнення відпрацьованих штолень, штреків і кар'єрів. З порід, які раніше складувалися, почали виготовляти щебінь, цемент, скло, силікатну цеглу, вогнетриви й формувальні матеріали. На підприємствах кольорової металургії з руд поряд з основними металами почали додатково вилучати сполуки ще 60 елементів (селен, індій, телур, бісмут, кобальт та ін.).
Суттєво зменшити споживання руд можна за рахунок вилучення корисних речовин із викидних газів, пилу та стічних вод. З цих відходів добувають сірку, ванадій, цинк, свинець, молібден та рідкісні метали.
У 1992 р. Верховна Рада України прийняла нові закони про охорону природного середовища та ресурси країни. Ними передбачено конкретні заходи охорони надр та земної поверхні, а також жорсткі покарання за шкоду, заподіяну природі.
ОХОРОНА ЛАНДШАФТІВ
Ландшафти належать до ключових геосистем локального і регіонального рівнів. Для них характерні єдине походження, однорідний геологічний фундамент, єдиний тип рельєфу, однаковий клімат, специфічне поєднання ґрунтів і біоценозів, спільна історія розвитку. В Україні виділяють різноманітні рівнинні (94,3 % загальної площі) та гірські (5,7 %) ландшафти. Серед рівнинних ландшафтів домінуючими є степові та лісостепові (понад 70 %). Ландшафти поділяють на природні та антропогенні. Природні ландшафти формуються під впливом природних факторів, і для них характерні певні динамічні зміни (добові, сезонні, річні). Таких ландшафтів на Землі майже не залишилось. Переважна їх більшість перебуває під впливом антропогенних процесів (утворення зсувів на берегах морів, замулення водосховищ, підвищення або зниження рівня підземних вод тощо).
Деякі антропогенні процеси, як вирубування лісів, створення великих водосховищ та кар'єрів, здатні істотно змінювати природне середовище.
Подібні процеси породжують негативні, часто непередбачувані людиною наслідки. Антропогенні процеси порушують динамічну рівновагу та взаємозв'язки між компонентами екосистем значно швидше, ніж це відбувається під впливом тільки природних процесів.
За ступенем змінюваності й характером антропогенного впливу розрізняють змінені, порушені та перетворені ландшафти. У змінених ландшафтах, до яких належать пасовища, сіножаті, згарища, антропогенний вплив означається лише на окремих природних компонентах. До порушених ландшафтів, що зазнають інтенсивного антропогенного впливу, належать місця знищення лісів, суцільної забудови та розорювання крутих схилів.
Перетворені ландшафти — це території, на яких свідомо змінене природне середовище.
Залежно від соціально-економічних функцій розрізняють також міські (урбаністські), сільськогосподарські (агрокультурні), промислові (технологічні), рекреаційні (зони відпочинку) та інші ландшафти.
З метою раціонального використання ландшафтів потрібно визначати мінімальний та максимальний ступені екологічного навантаження, за межами яких лежить неможливість інтенсивного природного розвитку екосистем або загроза виникнення екологічної катастрофи. Встановлення таких двох граничних меж дає змогу зорієнтуватись на застосування раціонального природокористування в тому чи іншому регіоні, оптимізувати взаємовідносини людського суспільства і природного середовища. Створення різноманітних карт (водних ресурсів регіону, агрокліматичних ресурсів, факторів природної сталості, оцінки природних умов, ареалів антропогенного впливу на довкілля тощо) дають змогу визначити екологічне навантаження на цей регіон. Ефективні шляхи обмеження антропогенного тиску на ландшафти мають базуватися на перебудові народного господарства в напрямі запровадження малоенерго та маломатеріалоємних виробництв із використанням маловідходних і безвідходних технологій, ефективних методів очищення стічних вод та газодимових викидів від забруднювальних речовин, утилізації та переробки відходів господарської діяльності. Інтенсивний антропогенний тиск на природу зумовлює необхідність збереження еталонних екосистем, включаючи ландшафти. Це здійснюють створенням заповідних територій. Якщо своєчасно не зберегти необхідну кількість природних еталонів геосистем, людство може назавжди втратити можливість збереження існуючого генофонду флори й фауни, типових і рідкісних ландшафтів, вивчення процесів і закономірностей прояву життєвих процесів у біосфері Землі.
Предыдущая страница 1 2


Екологічна безпека літосфери

Скачать реферат бесплатно


Постоянный url этой страницы:
http://referatnatemu.com/?id=14996&часть=2



вверх страницы

Рейтинг@Mail.ru
Copyright © 2010-2015 referatnatemu.com