Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

1.1 Литосфера, ее строение

Человек существует в определенном пространстве, и основным компонентом этого пространства является земная поверхность - поверхность литосферы.

Литосфера - это твердая оболочка Земли, состоящая из земной коры и слоя верхней мантии, лежащего в основе земной коры. Расстояние нижней границы земной коры от поверхности Земли колеблется от 5 до 70 км и мантия Земли достигает глубины 2900 км , После этого на расстоянии 6371 км с поверхности находится ядро.

Земля занимает 29,2% поверхности земного шара. Верхние слои литосферы называют почвой. Почвенный покров является важнейшим природным образованием и составной частью биосферы Земли. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы в биосфере.

Почва является основным источником продовольствия, обеспечивая 95-97% продовольственных ресурсов для населения мира. Площадь суши в мире составляет 129 миллионов квадратных километров, или 86,5% площади суши. Пахотные земли и многолетние насаждения в составе сельскохозяйственных угодий занимают около 10% земель, луга и пастбища - 25% земель. Плодородие почв и климатические условия определяют возможность существования и развития экологических систем на Земле. К сожалению, из-за неправильной эксплуатации часть плодородной земли теряется каждый год. Таким образом, за последнее столетие в результате ускорения эрозии было потеряно 2 миллиарда гектаров плодородных земель, что составляет 27% от общей площади земель, используемых для сельского хозяйства.

1.2 Источники загрязнения почвы

Литосфера загрязнена жидкими и твердыми загрязнителями и отходами. Установлено, что ежегодно на одного жителя Земли образуется одна тонна отходов, в том числе более 50 кг полимерный, трудно разлагаемый.

Источники загрязнения почвы можно классифицировать следующим образом.

Жилые дома и бытовые предприятия. Бытовые отходы, пищевые отходы, строительные отходы, отходы систем отопления, предметы домашнего обихода и т. Д. Преобладают среди загрязняющих веществ этой категории источников. Все это собирается и вывозится на свалки. Для крупных городов сбор и уничтожение бытового мусора на свалках превращаются в неразрешимую проблему. Простое сжигание мусора на городских свалках сопровождается выбросом токсичных веществ. При сжигании таких предметов, например, хлорсодержащих полимеров, образуются высокотоксичные вещества - диоксиды. Несмотря на это, в последние годы были разработаны методы уничтожения бытовых отходов. Сжигание такого мусора на раскаленных металлических расплавах считается перспективным способом.

Промышленные предприятия. Твердые и жидкие промышленные отходы постоянно содержат вещества, которые могут оказывать токсическое воздействие на живые организмы и растения. Например, цветные соли тяжелых металлов обычно присутствуют в отходах металлургической промышленности. Машиностроение выпускает цианиды, соединения мышьяка и бериллия в окружающую среду; при производстве пластмасс и искусственных волокон образуются отходы, содержащие фенол, бензол, стирол; при производстве синтетических каучуков, отходов катализатора, нестандартных полимерных комков попадают в почву; при производстве резиновых изделий пылевидные компоненты, сажа, которые осаждаются на почве и растениях, отработанные резиновые и резиновые детали, попадают в окружающую среду, а при использовании шин - изношенные и поврежденные шины, автомобильные камеры и ободья ленты. Хранение и утилизация использованных шин в настоящее время остаются нерешенными проблемами, поскольку это часто приводит к сильным пожарам, которые очень трудно потушить. Степень утилизации использованных шин не превышает 30% от их общего объема.

Транспорт. При работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно выделяются оксиды азота, свинца, углеводородов, угарного газа, сажи и других веществ, которые осаждаются на поверхности земли или поглощаются растениями. В последнем случае эти вещества также попадают в почву и участвуют в цикле, связанном с пищевыми цепями.

Сельское хозяйство. Загрязнение почвы в сельском хозяйстве связано с внесением огромных количеств минеральных удобрений и пестицидов. Известно, что некоторые токсичные химические вещества содержат ртуть.

Рассмотрим более подробно загрязнение почвы тяжелыми металлами и токсичными химикатами.

Загрязнение почвы тяжелыми металлами. Тяжелые металлы - это цветные металлы, плотность которых больше плотности железа. К ним относятся свинец, медь, цинк, никель, кадмий, кобальт, хром, ртуть.

Особенностью тяжелых металлов является то, что в небольших количествах почти все они необходимы растениям и живым организмам. У человека тяжелые металлы участвуют в жизненно важных биохимических процессах. Однако превышение их допустимого количества приводит к серьезным заболеваниям.

Тяжелые металлы накапливаются в почве и способствуют постепенному изменению ее химического состава, нарушению активности растений и живых организмов. Из почвы тяжелые металлы могут проникать в организм животных и человека и вызывать нежелательные эффекты.

Было установлено, что ртуть попадает в почву с некоторыми пестицидами, бытовыми отходами и измерительными приборами, которые вышли из строя. Например, одна люминесцентная лампа содержит 80 мг ртути. Суммарные неконтролируемые выбросы ртути составляют 4-5 тыс. Тонн / год. Предельно допустимая концентрация ртути в почве составляет 2,1 мг / кг. При постоянном поступлении ртути в организм в небольших количествах нервная система повреждается, что приводит к легкой возбудимости и ослаблению памяти.

Свинец очень токсичен для живых организмов. С каждой тонны свинца производится до 25 кг это входит в окружающую среду. Огромное количество свинца выбрасывается в атмосферу вместе с выхлопными газами автомобилей при сжигании этилированного бензина, поскольку 1 литр бензин содержит до 0,5 г тетраэтилсвинец. Загрязнение почвы и растений свинцом вдоль автомагистралей распространяется на расстояние до 200 метров , Предельно допустимая концентрация свинца в почве = 32 мг / кг. Превышение этого показателя увеличивает вероятность свинца в организме человека через сельскохозяйственную продукцию, что может привести к повреждению центральной нервной системы, печени, почек и головного мозга. В промышленных зонах содержание свинца в почве в 25-27 раз больше, чем в сельскохозяйственных.

Загрязнение почвы медью и цинком ежегодно составляет 35 и 27 кг / км соответственно. Увеличение концентрации этих металлов в почве приводит к замедлению роста растений и снижению урожайности.

Удаление пестицидов из почвенных отходов

Наибольшую опасность для человека представляет накопление кадмия в почве. В природе кадмий содержится в почве и в воде, а также в тканях растений . Всемирная организация здравоохранения рекомендовала ограничить дозу кадмия, поступающего в организм человека, до 70 мкг в день. Употребление пищи, содержащей более высокие дозы кадмия, приводит к деформации скелета, снижению роста и сильным болям в пояснице.

Загрязнение почвы пестицидами. Почва также загрязняется при использовании пестицидов в сельском хозяйстве. Известно, что нормальный рост растений определяется различными физическими, химическими и биологическими процессами, происходящими в почве. При попадании в почву пестициды могут быть включены в эти процессы с их накоплением в растениях. Кроме того, они сохраняют стабильность в почве в течение длительного времени, что также определяет их накопление в пищевых цепях.

Пестициды или пестициды по назначению делятся на следующие группы:

- инсектициды, которые являются химическими веществами для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур (тиофос, метафос, карбофос, хлорофос, карбаматы);

- гербициды, предназначенные для борьбы с сорняками (амины, карбаматы, триазины);

- фунгициды или химические вещества для борьбы с грибковыми заболеваниями растений (бензимидазолы, морфолины, дитиокарбаматы, тетраметилтиурам дисульфид);

- регуляторы роста растений;

- дефолианты, вызывающие преждевременное старение листьев растений. Они широко используются при механизированном сборе хлопка для ускорения опадания листьев в хлопке.

Дефолианты использовались во время войны во Вьетнаме, чтобы обнажить джунгли. Это позволило американской авиации обнаружить вьетнамские партизанские военные базы.

Одним из первых пестицидов был печально известный ДДТ - дифенилдихлортрихлорэтан. Впервые он был синтезирован немецким химиком П. Мюллером. Этот препарат обладает высокоэффективными инсектицидными свойствами и поэтому давно успешно применяется против малярийных комаров, клещей, вшей. В 1944-1946 годах ДДТ был успешно подавлен применением ДДТ в Неаполе и малярии в некоторых провинциях Италии. В СССР клещ с таежным энцефалитом был уничтожен с помощью ДДТ. Все это в свое время послужило причиной присуждения П. Мюллеру Нобелевской премии. Однако гораздо позже было обнаружено, что ДДТ, обладая высокой стабильностью в естественной среде, способен накапливаться в пищевых цепях и наносить существенный вред животному миру. Попав в организм человека, ДДТ накапливается в мозге и действует как нервный яд. В этом случае нормальное функционирование мозга может быть нарушено.

Использование ДДТ в настоящее время запрещено, но предполагается, что в биохимическом обороте количество ДДТ в настоящее время составляет около 1 млн. Тонн.

Необходимость использования пестицидов в сельском хозяйстве обусловлена тем, что без них урожай сельскохозяйственных культур резко падает и составляет всего 20-40% от возможного при их использовании. Трудно представить уничтожение колорадского жука на картофельных плантациях без применения пестицидов.

Загрязнение литосферы при захоронении радиоактивных отходов.

Во время ядерной реакции на атомных электростанциях только 0,5-1,5% ядерного топлива превращается в тепловую энергию, а остальное (98,5-99,5%) выгружается из ядерных реакторов в виде отходов. Эти отходы являются продуктами деления радиоактивного урана - плутония, цезия, стронция и других. Если учесть, что загрузка ядерного топлива в реактор составляет 180 тонн, то утилизация и утилизация отработанного ядерного топлива является неразрешимой проблемой.

Ежегодно на атомных электростанциях по всему миру производится около 200 000 кубометров электроэнергии. радиоактивные отходы с низкой и промежуточной активностью до 10 000 куб. высокоактивные отходы и отработанное ядерное топливо.

Радиоактивные отходы могут быть жидкими и твердыми. В зависимости от агрегатного состояния условия их захоронения изменяются.

Высокоактивные жидкие радиоактивные отходы, способные к взрыву, в форме растворов азотной кислоты, хранятся в устройствах объемом до нескольких кубометров с двойными стенками из нержавеющей стали и с мешалкой.

Жидкие высокоактивные радиоактивные отходы, которые не способны к взрыву, хранятся в могильниках, которые состоят из шахт и складских помещений.

В настоящее время одним из безопасных способов устранения опасности радиоактивного излучения от твердых ядерных отходов является их утилизация. Твердые радиоактивные отходы захоронены в специальных контейнерах в подземных галереях, туннелях. У них особые требования к перевозке до места захоронения.

Проблема транспортировки радиоактивных отходов особенно актуальна для России. Дело в том, что атомные электростанции, построенные в советское время нашими специалистами и по нашей технологии в других странах, используют наше ядерное топливо, и мы должны вывозить отходы. Это выглядит очень удручающе для России: электричество остается для нужд страны-потребителя, а радиоактивные отходы возвращаются к нам. Такое сотрудничество с другими странами в будущем приводит к очень неприятным последствиям. Ведь утилизация радиоактивных отходов - это, прежде всего, их временное захоронение, и что будет с ними через 50,100 лет?

Таким образом, мы оставляем тяжелое наследие будущему поколению.

1.3 Контроль загрязнения почвы

Установление предельно допустимых концентраций вредных веществ в почве в настоящее время находится в самом начале разработки. ПДК установлены примерно для 50 вредных веществ, в основном токсичных, используемых для защиты растений от вредителей и болезней. Однако почва не относится к тем средам, которые непосредственно влияют на здоровье человека, тогда как воздух и вода вместе с загрязнителями потребляются живыми организмами.

Негативное влияние загрязнителей почвы проявляется через пищевую цепь. Поэтому на практике для оценки степени загрязнения почвы используются два показателя:

- предельно допустимая концентрация в почве (ПДК), мг / кг;

- допустимые остаточные количества (DOC), мг / кг растительной массы. Так, для хлорофоса ПДК составляет 1,0 мг / кг, DOC = 2,0 мг / кг. Для свинца ПДК = 32 мг / кг, DOC в мясных продуктах составляет 0,5 мг / кг.

Санитарный контроль загрязнения почв в городских условиях осуществляется санитарно-эпидемиологической службой. Под его контролем находятся также перевозка отходов, согласование площадок для хранения, утилизации и переработки.

1.4 Разработка пестицидов, безопасных для пищевой цепи

Основная опасность пестицидов как загрязнителей почвы связана с их высокой стабильностью в окружающей среде, что способствует их накоплению в пищевых цепях.

Чтобы устранить этот недостаток, в последние годы разрабатываются новые, экологически чистые пестициды.

Например, гербицид глифосат в почве полностью разлагается с образованием фосфорной кислоты, углекислого газа и воды. Некоторые пестициды производятся в форме отдельных оптических изомеров, что позволяет удвоить их эффективность.

Разработка одного высокоэффективного и экологически чистого пестицида стоит 150 миллионов долларов. Поскольку для этого синтезированы сотни тысяч лекарств, среди них выбран только один из наиболее приемлемых. В то же время такие затраты на разработку новых пестицидов компенсируются высокой урожайностью сельскохозяйственных культур, снижением загрязнения почвы, сохранением здоровья населения страны и увеличением средней продолжительности жизни людей.

Основным потребителем экологически чистых пестицидов являются Япония, США, Франция, Германия. Несмотря на широкое использование пестицидов, в Японии самая большая продолжительность жизни на Земле - 75 лет для мужчин и 80 лет для женщин. Это связано с тем, что использование пестицидов в Японии не накапливается в почве, а после эффективного использования в функциональных целях разлагается на безвредные вещества.

В США площадь в 1,5 раза меньше, чем в странах СНГ, а использование пестицидов составляет 23% мирового потребления. Более того, более 80% пищевых продуктов не содержат пестицидов, тогда как 98% рисовых культур, 97% зерновых культур и 93% зерновых культур обрабатываются гербицидами.

В отличие от высокоразвитых стран мира. В Российской Федерации использование пестицидов составляет около 4% мирового потребления. Несмотря на слабое использование пестицидов, средняя продолжительность жизни постепенно снижается, и, согласно последним данным, этот показатель для мужчин составляет всего 58 лет.

1.5 Методы утилизации жидких радиоактивных отходов

Жидкие высокоактивные радиоактивные отходы хранятся в устройствах объемом до нескольких кубометров с двойными стенками из нержавеющей стали и с мешалкой. Такие устройства устанавливаются в бетонных камерах.Чтобы избежать взрыва водорода, выделяющегося при хранении, аппарат непрерывно продувают воздухом, который, в свою очередь, очищают от радиоактивных аэрозолей в специальных фильтрах. Содержимое аппарата постоянно перемешивают, чтобы предотвратить образование взрывоопасных осадков. Кроме того, осаждение радиоактивных солей может резко повысить температуру в аппарате и вызвать тепловой взрыв с выделением радиоактивного раствора.Чтобы избежать этих явлений, аппараты оснащены холодильниками. Срок службы таких устройств составляет 20-30 лет. Затем жидкие отходы разливаются в новые устройства. Такой процесс может продолжаться несколько сотен лет.

2. ПУТИ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ, УТИЛИЗАЦИИ И ЛИКВИДАЦИИ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ

2.1 Хранение твердых бытовых отходов

Основным методом утилизации твердых бытовых отходов как за рубежом, так и в Российской Федерации является складирование на полигонах. Для создания свалки, земельного участка 20-40 га с глиной или тяжелой суглинистой почвой выдающийся , Выбор такой почвы обусловлен следующим. Дождевые и талые воды проходят через слой твердых бытовых отходов толщиной в несколько десятков метров, извлекают из него растворимые вредные компоненты и образуют сточные воды со свалки. Глинистые и суглинистые почвы препятствуют проникновению таких сточных вод в слои подземных вод.

Срок службы свалки составляет 15-20 лет. Свалка должна быть расположена не ближе, чем 500 м от жилого дома и не дальше, чем 500 м с асфальтированной дороги.

В Казани промышленные и бытовые отходы хранятся на полигоне, расположенном недалеко от поселка Самосырово. Площадь полигона составляет 21,2 га, здесь ежегодно хранится от 1,5 до 2,0 млн. Тонн. отходы. Из-за большого потока твердых отходов свалка растет вверх, что затрудняет обслуживание свалки и соответствует санитарным нормам по хранению твердых отходов.

2.2 Аэробное биотермическое компостирование твердых бытовых отходов

Наиболее перспективным является утилизация ТБО на установках, работающих по технологии аэробного биотермического компостирования. В этом случае ТБО нейтрализуются и превращаются в компост, который представляет собой органическое удобрение, содержащее азот, фосфор, калий и микроэлементы. В результате компостирования составные элементы ТБО участвуют в естественном круговороте веществ в биосфере.

В России биотермическое компостирование твердых отходов осуществляется в Нижнем Новгороде и Санкт-Петербурге. Производительность такого завода достигает 1 миллиона кубометров. ТБО в год.

Инжир. Принципиальная схема биотермического компостирования ТБО: 1 бункер для приема отходов; 2-конвейер; Биотермальное разложение с 3 барабанами; 4-рев; 5 дробилка; 6-сепаратор; 7 сит; Созревание 8 квадратов.

В процессе аэробной биотермической обработки ТБО выход компоста составляет 60-68% от начальной массы в приемном бункере. Готовый компост представляет собой рыхлую массу с запахом почвы. Он содержит до 1% азота, 0,6% фосфора, 0,3% калия, 2,5% кальция и 60% органических веществ. Такой компост по эффективности эквивалентен навозу животноводческих ферм.

В Республике Татарстан первый завод по переработке отходов мощностью 40 тыс. Тонн будет построен в ближайшие годы на северной окраине города Зеленодольска.

2.3 Сжигание твердых бытовых отходов в мусоросжигательных заводах

Среди методов утилизации твердых бытовых отходов большое внимание уделяется их удалению путем сжигания в специальных печах. В то же время обычные процессы сжигания твердых бытовых отходов сопровождаются образованием высокотоксичных газообразных веществ, в том числе диоксинов.

Сжигание ТБО в расплавленных металлах или в расплавленном шлаке считается очень перспективным. Преимущество этого метода состоит в том, что из-за высокой температуры таких расплавов разложение твердых бытовых отходов происходит очень быстро и полностью, а минеральные составляющие плавятся и переходят в шлак.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Почва относится к трехфазным системам; однако физико-химические процессы, происходящие в почве, чрезвычайно замедлены, а растворенный в почве воздух и вода не оказывают существенного ускоряющего влияния на ход этих процессов. Поэтому самоочищение почвы по сравнению с самоочищением атмосферы и гидросферы происходит очень медленно. В соответствии с интенсивностью самоочищения эти компоненты биосферы расположены в следующей последовательности:

Атмосфера> гидросфера> литосфера.

В результате вредные вещества в почве постепенно накапливаются, со временем становятся угрозой для человека.

Самоочищение почвы может происходить в основном только при загрязнении органическими отходами, которые подвергаются биохимическому окислению микроорганизмами. В то же время, тяжелые металлы и их соли постепенно накапливаются в почве и могут опускаться только в более глубокие слои. Однако при глубокой вспашке почвы они могут снова оказаться на поверхности и попасть в пищевую цепь.

Таким образом, интенсивное развитие промышленного производства приводит к росту промышленных отходов, которые вместе с бытовыми отходами существенно влияют на химический состав почвы, вызывая ухудшение ее качества.

Бережное и грамотное обращение с землей сегодня стало самой актуальной проблемой.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1) "Безопасность жизнедеятельности" учебник под ред. Э.А. Арустамов Изд-во "Дашков и К" 2001г.

2) В.С Гриценко "Безопасность жизнедеятельности" учебное пособие 2005г.

3) "Глобальные проблемы современности" сб. трудов ВНИНСИ -№ 5, 1998г.

4) Федеральный экологический фонд Российской Федерации, Лосев К.С.,

5) Горшков В.Г., Кондратьев К.Я., и др. Проблемы экологии России, 1997 г.

Размещено на Allbest.ru