- •Введение
- •1. Загрязняющие вещества: понятие и классификация
- •Источники разброса результатов при биотестировании
- •2. Загрязнение гидросферы
- •Запасы воды в гидросфере Земли
- •Средний ионный состав (в %) морской и пресной воды
- •Средний состав (в %) озерных вод
- •Потребление воды на одного человека
- •Страны, испытывающие нехватку водных ресурсов
- •Время разложения компонентов бытового мусора в морской воде (Frid, 2002)
- •Загрязнение вод различными отраслями промышленности
- •2.1. Загрязнение бытовыми сточными водами
- •Загрязненность органикой промышленных сточных вод в эквивалентах бытовых стоков
- •2.2. Токсиканты в водных экосистемах
- •2.2.1. Загрязнение углеводородами
- •Основные источники поступления нефти в океан (Сытник, 1987)
- •Поступление нефтяных углеводородов в морскую среду (Мт·год-1) (Segar, 1998)
- •Среднее содержание основных классов углеводородов и их производных (%) в нефти и бензине из различных месторождений (Израэль, 1989)
- •2.2.2. Полициклические ароматические соединения
- •Средние уровни загрязнения морской среды бенз(а)пиреном, мкг·л–1
- •2.2.3. Загрязнение вод металлами
- •Естественное и антропогенное загрязнение Мирового океана, т·год-1
- •Степень токсичности ряда солей тяжелых металлов для некоторых водных животных
- •Примеры соединений ртути
- •2.2.4. Синтетические органические вещества
- •Оценка распределения пхб в окружающей среде в глобальном масштабе (пересчитано на 2000 г. По Израэль, 1989)
- •Биологическое концентрирование ддт в пресноводных экосистемах (Jørgensen, 1992)
- •Средняя концентрация в морской воде и гидробионтах (мкг кг-1) хлорированных углеводородов в Тихом океане (Израэль, 1989)
- •Концентрации ддт (мг кг–1 сх. В.) (Jørgensen, 1992)
- •2.2.5. Синтетические поверхностно-активные вещества
- •Содержание в воде детергентов, приводящее к 50 %-ной смертности через 48 ч среди типичных морских беспозвоночных, мг/л (Сытник, 1989)
- •3. Загрязнение атмосферы
- •3.1. Состав атмосферы
- •Состав воздуха в приземном слое
- •3.2. Первичное загрязнение
- •Содержание серы в топливах (Андруз, 1999)
- •3.3. Вторичное загрязнение
- •Концентрация загрязнителей в фотохимическом смоге (Браун, 1983)
- •3.4. Источники загрязнения атмосферы
- •Масса загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу (тонн/год, по данным юнеско, 1996)
- •Выбросы в атмосферу главных загрязнителей в мире (1990 г.) и в России (1991 г.)
- •3.5. Кислотные дожди
- •3.6. Парниковые газы в атмосфере
- •Вклад парниковых газов в изменение радиационного баланса, % (Андруз, 1999)
- •Наблюдаемые тренды концентрации основных парниковых газов в атмосфере (Кондратьев, 1999)
- •3.7. Выбросы серы и их влияние на климат
- •4. Загрязнение литосферы
- •Химический состав земной коры на глубинах 10 - 20 км
- •Классификация природных вод (почвенных растворов) в зависимости от их минерализованности
- •4.1. Загрязнение почв пестицидами
- •3.2 Удобрения.
- •5. Радиационное загрязнение
- •Основные радиоактивные изотопы, имеющие значение для экологии (Рамад, 1981)
- •Среднее содержание 90Sr и 137Cs (Бк/кг сухой массы) в культивируемых растениях
- •Распространение 40k в окружающей среде
- •Концентрации радиоактивных изотопов (Бк/кг) в горных породах
- •Радиоактивность строительных материалов
- •Серия распада 238u до 222Rn
- •Серия распада 222Rn до 206Pb
- •Скорость эксгаляции радона
- •Концентрация радона в приземном слое
- •Источники радиации по радону в типичном жилом доме
- •Средние значения концентраций радона в разных помещениях для средних широт северного полушария
- •6. Стандарты качества окружающей среды
- •6.1. Нормирование атмосферных загрязнений
- •6.2. Нормирование загрязняющих веществ в водных объектах
- •6.3. Нормирование содержания вредных веществ в почве
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
Концентрация загрязнителей в фотохимическом смоге (Браун, 1983)
Загрязнитель |
Концентрация, млн–1 |
Загрязнитель |
Концентрация, млн–1 |
NOx NH3 CO O3 CH4
|
0,2 0,02 40 0,5 2 |
C2H4 высшие олефины* C2H2 альдегиды SO2 |
0,5 0,25
0,25 0,6 0,2 |
Таблица 27
Сравнение смогов Лос-Анджелеса и Лондона (Андруз, 1999)
Характеристика |
Лондон |
Лос-Анджелес |
Температура воздуха Относительная влажность Скорость ветра Видимость |
От –1 до 4 °С 85 % Безветрие <30 м |
От 24 до 32 °С <70 % <3 м/с 0,8–16 км |
Продолжение табл. 27
Месяцы наиболее частого появления Основные топлива Основные составляющие
Тип химической реакции Время максимального сгущения Основные воздействия на здоровье Повреждающиеся материалы |
Декабрь-январь
Уголь и бензин Частички вещества, СО, соединения S
Восстановительная Раннее утро
Раздражение бронхов Железо, бетон |
Август-сентябрь
Бензин O3, NO, NO2, CO, органические вещества Окислительная Полдень
Временное раздражение глаз Резина |
Окись азота попадает в стратосферу из двигателей сверхзвуковой авиации, закись азота проникает из тропосферы, источник хлора –хлорфторуглеводороды (ХФУ), в первую очередь, хлорфторметаны. Можно отметить и то, что в стратосфере присутствует и природный хлор, поступающий в атмосферу из океана. Основная его форма – метилхлорид (СН3Cl), но природный хлор составляет только ¼ хлора, переносимого через тропопаузу.
Хлорфторуглеводороды и озон. Наиболее распространенными в настоящее время в атмосфере хлорфторуглеводородами (ХФУ) являются Фреон–11 (CFCl3) и Фреон–12(CF2Cl2). Их широкое поступление в атмосферу началось с 1970-х годов благодаря их использованию для аэрозолей и в качестве охлаждающих веществ.
Под действием УФ-излучения ХФУ фотодиссоциируют с образованием атомарного хлора:
CFCl3 + hν → CFCl2 + Cl,
CF2Cl2 + hν → CF2Cl + Cl, = 190 – 225 нм.
Расчеты показывают, что скорость образования атомарного хлора максимальна на высоте 30 км.
Атомы хлора, как рассмотрено выше, становятся катализаторами разложения озона:
O3 + Cl → O2 + ClO,
оксид хлора, реагируя с атомарным кислородом, вновь дает атомарный хлор:
ClO·+·O → O2 +·Cl,
снова Cl + О3 → ClО + О2 ...
обрыв цепи может происходить при взаимодействии хлора с молекулами водорода, метана, воды, пероксида водорода. В итоге имеем суммарную реакцию:
О + О3 → 2 О2.
Как правило, реакция протекает с участием еще и «третьих веществ» (см. выше):
2 Cl + 2 O3 → 2 ClO + 2 O2,
2 ClO + M → Cl2O2 + M,
Cl2O2 + hν → ClO2 + Cl,
ClO2 + M → Cl + O2 + M,
Т.е., суммарная реакция будет выглядеть как
2 O3 → 3 O2.
Фреоны очень хорошо сохраняются в атмосфере, плохо растворимы в воде, не горят, имеют низкие температуры кипения, поэтому хорошо испаряются на воздухе. Из тропосферы часть фреонов может уходить с водой и, не гидролизуясь, скапливаться в океане, который становится своеобразным резервуаром фреонов.
Постоянно возникающий и разрушающийся слой озона вызывает явление, названное «озонным дождем». Концентрация озона должна быть максимальной на высоте 25–30 км. В атмосфере с увеличением высоты концентрация озона убывает из-за концентрации третьих частиц и кислорода. Разрушение озона в основном обусловливает азотный цикл и антропогенное загрязнение атмосферы:
1) Ядерные взрывы. Разогрев до 6000 К и быстрое охлаждение (замораживание NO). 1 Мт при взрыве дает от 1000 до 12000 тонн оксидов азота (2,5·1032 молекул).
2) Сверхзвуковые самолеты (18 г NO на 1 кг топлива). 1 млн тонн оксидов азота в год выбрасывают двигатели сверхзвуковых самолетов.
3) Использование минеральных азотных удобрений.
4) Сжигание топлива дает до 3 млн. тонн оксидов азота в год.
5) Выбросы соединений хлора и брома.
Согласно данным Всемирной Метеорологической Организации скорость снижения общего содержания озона (ОСО) в средних широтах составляет 4–5 % за 10 лет. Главной причиной этого является воздействие антропогенных выбросов соединений хлора и брома.