Биосфера, ноосфера, техносфера

Жизнедеятельность человека осуществляется в системе "человек-среда". Элемент этой системы "среда" состоит из ряда подсистем: природная среда, производство, быт и т.д. В окружающей природной среде действуют опасности естественного, искусственного и смешанного происхождения, их и изучает безопасность жизнедеятельности.

Для своего существования человек вынужден вступать в отношения с природой, т.е. заниматься природопользованием. Нарушение законов природопользования может иметь опасные последствия для человека в будущем. Чтобы этого не произошло, необходимо знать, по каким законам развивается природа. Этим занимается экология - наука о взаимоотношениях между живыми организмами и средой их обитания.

Термин "экология" предложен в 1869 г. немецким биологом Эрнстом Геккелем (образован термин из греческих корней "ойкос" - дом, жилище и "логос" - учение.

Экология является научной базой охраны окружающей среды или охраны природы - это комплекс мероприятий, направленных на предупреждение вредных воздействий на природу.

Биосфера - среда обитания живых организмов и элементы неживой природы, толщина ее 40 -50 км, включая атмосферу (до озонового слоя), гидросферу и литосферу (до 3 км глубины).

Термин "биосфера" предложен австрийским ученым Э. Зюссом (биос жизнь, сфера - шар). Современное учение о биосфере создал В.Н. Вернадский.

Последовательность развития биосферы, это развитие жизни на земле - биогенезис , оказывающее мощное воздействие на окружающую среду, особенно с развитием разума - ноогенезис . Наблюдается постепенный переход биосферы в ноосферу .

Ноосфера - это высшая стадия развития биосферы, характеризующаяся сохранением естественных закономерностей биосферы.

В результате природопользования человека происходит изменение природных комплексов, т.е. техногенезис, таким образом при дальнейшем развитии биосферы ноосфера постепенно переходит в техносферу.

52. Источники загрязнения биосферы [ 4, с. 143]

В процессе развития биосферы возможны загрязнения ее составляющих - атмосферы, гидросферы и литосферы (почвы). Основные вещества, загрязняющие атмосферу, это газы (90 %) и пыль (10 %).

Основные источники загрязнения - природные и производственно-бытовые процессы.

Природные источники - пыльные бури, вулканические извержения, космическая пыль.

Источники производственного загрязнения атмосферы - теплоэлектростанции (выбрасывают сернистый и углекислый газ), металлургические предприятия (окиси азота, сероводород, хлор, ртуть, мышьяк и др.), химические, цементные заводы и др.

Атмосферные загрязнители разделяются на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные - результат их превращений. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до серного ангидрида, взаимодействующего с водяным паром и образующего капли серной кислоты (кислотные дожди).

Загрязнения гидросферы выражаются, в первую очередь, в загрязнении водоемов. Выделяют химическое, физическое и биологическое загрязнение водоемов.

Химическое загрязнение - увеличение в воде неорганических и органических вредных примесей (минеральные соли, щелочи, глинистые частицы, нефть и пр.).

Физическое загрязнение - изменение параметров воды, определяемое тепловыми, механическими, радиоактивными примесями.

Биологическое загрязнение - изменение свойств воды в результате увеличения в ней микроорганизмов, растений, других живых организмов (бактерии, грибы, черви), принесенных извне.

Неорганическими (минеральными) загрязнениями вод являются токсичные химические соединения мышьяка, меди, свинца, хрома, фтора и др. окисные загрязнения от промышленных стоков.

Моря и океаны загрязняются водами рек, которые ежегодно приносят в них свыше 320 млн. тонн железа, 6,5 млн. тонн фосфора и др. веществ. Из атмосферы на поверхность океана выпадает 200 тыс. тонн свинца, 5 тыс. тонн ртути, 1 млн. тонн углеводородов.

Сточные воды являются поставщиками органических загрязнений, особенно стоки промышленных предприятий, животноводческие хозяйства, бытовые стоки; загрязнение

нефтью происходит от морских и речных судов, аварий танкеров. Все это ведет к уменьшению кислорода в воде.

Почвенный слой земли загрязняется пестицидами (химические средства защиты растений и животных от вредителей и болезней).

Пестициды подразделяются на:

· · гербициды (уничтожение сорной растительности);

· · инсектициды (уничтожение вредных насекомых);

· · зооциды (борьба с грызунами);

· · фунгициды (борьба с грибковыми заболеваниями);

· · бактерициды (против бактерий);

· · лимациды (против моллюсков);

· · дефолианты (удаление листьев);

· · ретарданты (регуляторы роста растений);

· · репелленты (отпугивание насекомых);

· · аттрактанты (приманивают насекомых для последующего уничтожения).

Радиоактивное загрязнение среды происходит в результате ядерных взрывов, развития атомной промышленности, применения изотопов в медицине. Радиоактивные загрязнения распространяются в воздушной и водной средах, мигрируют в почве.

Отрицательно воздействуют на биосферу и тепловые загрязнения - выделение в атмосферу тепла (сжигание топлива, нефти, газа). Вредны шум и электромагнитные поля.

53. Виды и вредность промышленной пыли. Промышленные яды [9, с. 49; 24, c. 48]

К антропогенным источникам загрязнения окружающей среды относятся промышленные пыли, выделяемые в значительном количестве многими производственными процессами. Промышленная пыль также оказывает вредное воздействие на организм человека.

Промышленная пыль - это тонкодисперсные (размельченные) частицы твердых веществ, образующиеся при различных производственных процессах (дроблении, размоле, транспортировании) и способные находиться во взвешенном состоянии в воздухе. Промышленная пыль бывает органического происхождения (древесная, торфяная, угольная) и неорганического состава (металлическая, минеральная). По воздействию на организм пыли делятся на ядовитые и неядовитые. Ядовитые пыли вызывают отравления (свинец и др.), неядовитые пыли раздражают кожу, глаза, уши, десны и, проникая в легкие, вызывают профессиональные заболевания - пневмокониозы, которые ведут к ограничению дыхательной способности легких (силикоз, антракоз и др.).

Вредность пыли зависит от ее количества, дисперсности и состава. Чем больше пыли витает в воздухе, чем мельче пыль, тем она опаснее. Пылинки размером от 0,1 до 10 мкм в воздухе оседают медленно и проникают глубоко в легкие. Более крупные пылинки быстро оседают в воздухе, а при вдыхании задерживаются в носоглотке и удаляются мерцательным эпителием (покровные клетки с колеблющимися жгутиками) к пищеводу.

К наиболее вредным промышленным ядам относятся соединения свинца, ртути, мышьяка, анилина, бензола, хлора и др. Большую опасность представляют яды, вызывающие злокачественные опухоли на коже. Это печная сажа, некоторые анилиновые красители, каменноугольная смола.

В сточных водах промышленных предприятий содержатся различные примеси: механические - органического и минерального происхождения, нефтепродукты, эмульсии, различные токсичные соединения. Так, гальванические цехи используют воду для приготовления растворов электролитов, для промывки деталей, плат перед нанесением покрытий, после травления; механические цехи используют воду для охлаждения инструмента, промывки деталей и т.п., практически большинство технологических процессов используют воду, которая загрязняется кислотами, цианидами, щелочами, механическими примесями, окалиной и пр.

Промышленные предприятия загрязняют почву различными отходами: стружками, опилками, шлаками, шламами, золой, пылью. Отходы предприятий необходимо собирать для повторной переработки, отходы, для которых не разработана технология переработки, хранятся в отвалах.

54. Меры борьбы с загрязнениями водного бассейна и почвы[2, с. 291; 4, с.164; 28, c. 108]

На машиностроительных предприятиях источниками загрязнений сточных вод являются производственные, бытовые и поверхностные стоки – результат использования воды в технологических процессах.

Использованная предприятием вода поступает в очистные сооружения предприятия, очищается и повторно используется (повторное, оборотное водоснабжение). Однако многие предприятия не имеют очистных сооружений.

Расчет допустимого состава сточных вод, сбрасываемых в водные объекты, производится с учетом "Правил охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами" (Утв.16 мая 1974 г.).

Нормы устанавливают требования к составу воды по следующим параметрам: фракционный и массовый состав взвешенных веществ, наличие плавающих примесей, запах, привкус, окраска и температура воды, количество растворенного в воде кислорода, наличие возбудителей заболеваний и ядовитых веществ и др.

Нормами установлены ПДК 420 вредных веществ в водных объектах; например, ПДК аммиака в хозяйственно-питьевых и культурно-бытовых водоемах - 2 мг/л, а в рыбохозяйственных - 0,05 мг/л.

Правила запрещают сбрасывать в водоемы сточные воды с превышением ПДК или, если ПДК для загрязнений не установлены.

55. Очистка сточных вод от механических примесей [ 2, с. 295; 4, с. 174]

Очистка сточных вод от механических примесей в зависимости от их свойств, концентрации и фракционного состава осуществляется методами процеживания, отстаивания, отделения механических частиц в поле действия центробежных сил и фильтрования.

Процеживание сточных вод осуществляется пропусканием через решетки и волокноуловители для выделения примесей размером 25 мм и более, а также волокнистых загрязнений. Решетки выполняются из металлических стержней с зазором между ними 5-25 мм и устанавливаются вертикально или под углом 60-70 град к горизонту (РММВ-1000). Очистка решеток механическая с помощью вертикальных и поворотных грабель. Примеси измельчаются и сбрасываются за решетку или направляются на переработку. Измельчение производится на дробилках. Этот способ измельчения ухудшает воздушную среду в помещениях очистных станций. Предпочтительнее применение решеток-дробилок (РД-200 , РД-600 ) с решеткой в форме цилиндрического барабана (200, 600 ). Они измельчают примеси, не извлекая их из воды. Волокна улавливаются конусообразными дисками с перфорацией или через специальные фильтры.

Рис.22. Схема вертикальной песколовки:
1 – отверстие для удаления песка.

Отстаивание происходит в отстойниках, песколовках, жиро-масло-нефтеуловителях. Песколовки применяются при задержании песка (стоки литейных цехов, окалины и т.п.). В зависимости от направления потока сточной воды песколовки делятся на вертикальные, горизонтальные с прямолинейным и круговым движением воды.

Вертикальные песколовки (рис. 22) состоят из входной трубы, вертикальной перегородки, шламосборника и выходной трубы.

Горизонтальные песколовки (рис. 23) - с приямком для сбора песка и с прямолинейным или круговым движением воды.

Отстойники по направлению движения воды делятся на горизонтальные, вертикальные, радиальные (рис. 24) и комбинированные.

Вертикальные отстойники применяются редко и в основном для очистки от крупных частиц.

В гидроциклонах и центрифугах используются центробежные силы для очистки воды от загрязнений.

При фильтровании используются фильтры. Они используются для очистки от тонкодисперсных загрязнений, при этом применяются фильтры – зернистые (песок, шлак, гравий) и микрофильтры (металлические сетки).

Рис. 23. Схема горизонтальной песколовки:
1- входной патрубок; 2 – выходной патрубок; 3 – шламосборник.

Рис.24. Схема радиального отстойника:
1 – выход шлама (песка).