Pollution technogénique. Chapitre VI

Pollution environnementale technologique

Toutes les parties de la biosphère (atmosphère, hydrosphère, lithosphère) sont activement polluées par diverses substances et leurs composés.


Atmosphère. Il s'agit d'un mélange de gaz qui n'interagissent pas dans des conditions naturelles normales. La composition de l'atmosphère à la surface de la Terre (jusqu'à des altitudes d'environ 50 km) reste constante : azote - 78,08 %, oxygène - 20,95 %, argon - 0,9 %, et en petites fractions de pour cent - dioxyde de carbone, hélium et autres des gaz. L'ozone (2...7)10~ b% occupe une place particulière parmi les petites impuretés. Il absorbe fortement le rayonnement ultraviolet du Soleil, qui a une grande activité biologique et, à des intensités élevées, a un effet néfaste sur la vie organique dans son ensemble. La majeure partie de l'ozone est concentrée dans la couche atmosphérique de 15 à 55 km avec une concentration maximale à des altitudes de 20 à 25 km.

La composition chimique standard de l'atmosphère se superpose toujours à une certaine quantité d'impuretés d'origine naturelle. Les impuretés émises par des sources naturelles comprennent :

poussières (origine volcanique, végétale, cosmique ; libérées lors de l'altération des sols et des roches ; particules de sel marin pénétrant dans les masses d'air lors de mers et d'océans agités). Par exemple, lors de l'altération des roches sédimentaires et ignées, 3,5 mille tonnes de mercure pénètrent dans l'atmosphère chaque année ;

fumées et gaz des incendies de forêts et de steppes, gaz d'origine volcanique ;

produits d'origine végétale et animale.

Toutes ces sources sont spontanées, de courte durée et spatialement réparties localement.

Le niveau de pollution atmosphérique par des impuretés naturelles constitue pour elle un fond (« fond chimique ») et évolue peu dans le temps.

L'état et la composition de l'atmosphère déterminent en grande partie l'intensité du rayonnement solaire à la surface de la Terre. Le rôle de protection de l'atmosphère dans le processus de transfert d'énergie thermique du Soleil vers la Terre et de la Terre vers l'Espace affecte la température moyenne de la biosphère, qui est d'environ +15°C.

La majeure partie du rayonnement solaire est transmise à la surface de la Terre sous forme de rayonnement visible et réfléchie par la surface de la Terre sous forme de rayonnement infrarouge (thermique). Par conséquent, la proportion d’énergie rayonnante réfléchie absorbée par l’atmosphère dépend de sa composition gazeuse et de sa teneur en poussières. Plus la concentration de gaz d'impuretés et de poussières est élevée, moins le rayonnement solaire réfléchi est envoyé dans l'espace et plus l'énergie thermique reste dans l'atmosphère (effet de serre).

Comme le montrent les calculs et les mesures, une augmentation de la concentration de dioxyde de carbone dans l’atmosphère terrestre entraîne une légère augmentation de la température à sa surface : respectivement de +0,05, +0,17 et +0,46 °C.


plus précisément en 1978, 2000 et 2025, ce qui affecte considérablement le changement climatique.

Les principaux polluants atmosphériques sont les véhicules à moteur, la métallurgie, l'ingénierie thermique et électrique, l'industrie chimique et les entreprises de production de matériaux de construction, qui représentent respectivement 30, 26, 25, 8 et 6 % des émissions.

Ainsi, rien qu’en brûlant des hydrocarbures, environ 400 millions de tonnes de dioxyde de soufre et d’oxydes d’azote sont rejetées chaque année dans l’atmosphère de la planète (soit 70 kg pour chaque habitant de la Terre). Il faut tenir compte du fait que les besoins énergétiques de l’humanité augmentent au rythme de 3 à 4 % par an, soit double tous les 20 à 30 ans.

La pollution chimique croissante de l’air dans les grandes villes peut être considérée comme une urgence environnementale. Ainsi, avec un kilométrage annuel moyen d'une voiture particulière d'environ 15 000 km, elle consomme environ 4 350 kg d'oxygène et émet 3 250 kg de dioxyde de carbone, 530 kg de monoxyde de carbone et environ 1 kg de plomb dans l'atmosphère.

Nous listons les substances les plus courantes qui polluent l'atmosphère : dioxyde de soufre (SO 2) - 17,5 %, oxydes de carbone (CO, CO 2) - 15 %, oxydes d'azote (NO, NO 2) - 14,5 %, impuretés solides (poussières, suie) - 14,5%.

Il a été établi que des poussières sont émises dans l'atmosphère chaque année en millions de tonnes : lors de la combustion du charbon - 93,6, lors de la production de ciment - 53,4, par les entreprises métallurgiques - 26,7.

La plupart des impuretés de l'air atmosphérique des villes pénètrent dans les locaux résidentiels et autres. En été (avec les fenêtres ouvertes), la composition de l'air de la pièce correspond à 90 % à l'atmosphère, en hiver à 50 %.

Les fréons, gaz ou liquides volatils contenant du fluor et du chlore, ont un impact important sur la couche d'ozone. Leur « durée de vie » dans l’atmosphère est d’environ 100 ans, entraînant une accumulation d’impuretés dans la couche d’ozone. Sources de fréons : groupes frigorifiques lorsque l'étanchéité du circuit thermique est rompue, bidons ménagers pour pulvériser diverses substances, etc.

En raison de l'impact technologique sur l'atmosphère, les événements suivants sont possibles :

dépasser les concentrations admissibles d'impuretés nocives dans les villes et villages ;

formation de smog et de pluies acides ;

l'émergence de l'effet de serre, qui contribue à une augmentation de la température moyenne de la surface de la Terre.

Hydrosphère. Près des trois quarts de la Terre sont recouverts d'eau. En fonction de la concentration en sel, les eaux naturelles sont divisées en eau douce (concentration en sel ne dépassant pas 1 g/l) et eau de mer.


des indices. L'eau douce représente environ 3 % de la masse totale d'eau, dont 2 % sont contenus dans la glace inaccessible.

Les eaux des rivières et des lacs sont les plus pratiques à utiliser. En règle générale, ils sont minéralisés à un degré ou à un autre, principalement en raison des sels de calcium, de magnésium, etc.

L'eau de mer a la même composition chimique dans tout l'océan mondial. La concentration moyenne en sel est de

3,5%, et contrairement à l'eau douce, les sels sont majoritairement représentés par des chlorures.

Un trait caractéristique de la pollution technogénique du milieu naturel est l'entrée depuis la technosphère de polluants gazeux, aérosols, solides et liquides qui lui sont inhabituels.

Les principaux polluants de l'hydrosphère : eaux usées domestiques et industrielles des installations municipales, des industries alimentaires, médicales, des pâtes et papiers ; agriculture (près d'Uz, les engrais appliqués au sol sont emportés dans les rivières et les lacs) ; le transport maritime (principalement le pétrole provenant de pétroliers – environ 0,1 % du transport annuel de pétrole aboutit en mer).

Chaque année, 26,5 millions de tonnes de produits pétroliers (soit environ 1 % de leur production), 0,46 million de tonnes de phénols, 5,5 millions de tonnes de déchets de production de fibres synthétiques et 0,17 million de tonnes de résidus organiques végétaux pénètrent dans l'hydrosphère à cause du ruissellement mondial. .

L'impact de la technosphère sur l'hydrosphère entraîne les conséquences négatives suivantes :



L'approvisionnement en eau potable présentant des niveaux d'impuretés acceptables diminue ;

l'état et le développement de la flore et de la faune des océans, des mers, des rivières et des lacs changent ;

le cycle naturel de nombreuses substances de la biosphère est perturbé.

La pollution des sols est principalement causée par la production agricole (engrais et pesticides). Elle peut conduire à:

à une réduction des terres arables et à une diminution de leur fertilité ;

saturation des plantes en substances nocives, qui conduit inévitablement à une contamination des aliments (actuellement jusqu'à 70 % des effets nocifs sur l'homme proviennent de produits alimentaires) ;

perturbation de l’équilibre des écosystèmes due à la mort d’insectes, d’oiseaux, d’animaux et de certaines espèces végétales.

Dans une zone spécifique, la pollution de l'air, puis de l'eau et du sol, se forme en raison des trois éléments suivants :

mondiale, du fait de la présence sur Terre de nombreuses sources de pollution industrielle et de leur transport transfrontalier sur de longues distances ;


régional, lié aux émissions dans une région industrielle donnée ;

local (local), provoqué par les émissions d'un objet spécifique dans une zone donnée.

Lors du transport longue distance, la vitesse de propagation des masses d'air est généralement de plusieurs centaines de kilomètres par jour. Par conséquent, seuls les produits chimiques dont la durée de vie dans l'atmosphère dépasse 12 heures peuvent se propager sur de longues distances. Pour une accumulation notable de substances nocives (provenant de l'atmosphère) dans le sol et l'eau, leur durée de vie dans ces environnements doit être d'au moins un an. Les impuretés à vie longue comprennent le CO 2, les fréons et plusieurs autres. Les oxydes de soufre et d'azote ont une durée de vie d'environ dix jours ou moins.

Pour garantir les exigences de sécurité environnementale, le contenu de l'ensemble des substances chimiques entrant dans l'environnement est strictement réglementé. A ces fins, deux principaux indicateurs quantitatifs sont utilisés :

concentration maximale admissible (MPC);

émission maximale admissible (MPE).

Concentration maximale admissible - la concentration maximale (masse d'une impureté (g) par unité de volume (l) d'air, d'eau ou masse (kg) de sol), qui n'a pas d'effet nocif direct ou indirect sur une personne, sa progéniture et les conditions sanitaires de vie . Actuellement, des concentrations maximales admissibles ont été établies pour l'homme moyen pour l'environnement aérien des entreprises, l'atmosphère des villes et autres zones peuplées et pour l'eau des réservoirs ouverts. Des limites de concentration maximales ont été établies dans les sols pour la teneur en pesticides, métaux lourds et composés organiques. Le MPC quotidien moyen est calculé sur une longue période, pouvant aller jusqu'à un an. Les concentrations maximales admissibles indiquées sont calculées en tenant compte des composantes mondiales et régionales du fond chimique technogénique.

En fonction des normes de concentration maximale admissibles, les sources d'eau sont divisées en deux catégories : les sources à usage domestique et potable, y compris pour l'approvisionnement en eau des entreprises de l'industrie alimentaire, et les réservoirs situés dans les zones peuplées, ainsi que pour la baignade, les sports et les loisirs.


Les exigences en matière d'hygiène pour l'eau potable domestique et les sources d'eau de pêche, ainsi que les exigences pour l'eau potable, sont réglementées par des normes et normes sanitaires pertinentes.

Afin de contrôler pratiquement le flux de substances nocives dans l'environnement à partir d'une source d'émission, les concentrations maximales admissibles de substances nocives sont calculées sur la base des concentrations maximales admissibles établies. La limite maximale admissible est fixée pour chaque source fixe et mobile par les documents réglementaires pertinents (par exemple, « Normes sanitaires pour la conception des entreprises industrielles » SN-245-71).

La croissance rapide de la population mondiale, de la production industrielle et agricole s'accompagne d'une forte augmentation des déchets industriels organiques et inorganiques et des produits de consommation, dont le rejet provoque une pollution quasi universelle des eaux naturelles. Ce processus progresse rapidement au fil du temps, couvrant des zones terrestres et océaniques toujours plus vastes. La pollution de certaines rivières, lacs et d'un certain nombre de zones de l'océan mondial a atteint de telles limites qu'elle a commencé à perturber leur régime biologique. Dans de vastes régions de la Terre, une pénurie d’eau potable et industrielle a commencé à se faire sentir.

L'état sanitaire se détériore particulièrement rapidement et les plus grands dommages sont causés aux pêcheries des rivières et des lacs au bord desquels se trouvent de grandes entreprises industrielles et des villes. Les bassins maritimes isolés et mal desservis sont également intensément pollués. La pollution toujours croissante de l'eau et du sol par des produits chimiques nocifs dans ces bassins provoque souvent l'émergence de processus entraînant la mort de la flore et de la faune, y compris la mort massive d'espèces précieuses de poissons commerciaux.

Cependant, même si la pollution de l'eau est devenue mondiale, il existe actuellement un décalage évident entre les tendances croissantes de la pollution et le rythme de développement de la production. Cela est dû au fait que les progrès technologiques garantissent une utilisation de plus en plus complète des matières premières industrielles et des combustibles, ce qui réduit considérablement leurs pertes. Les cycles de production fermés et la technologie sèche (sans eau) commencent à être largement utilisés. La tendance à convertir les entreprises et les transports à l’énergie électrique issue des centrales nucléaires s’intensifie. En règle générale, toutes les grandes entreprises industrielles existantes et nouvellement construites prévoient la construction d'un complexe spécial de traitement des eaux usées. Dans certains cas, l'efficacité de ces mesures est si grande que des plans d'eau individuels, auparavant fortement pollués, ont été presque entièrement nettoyés et que la restauration de la flore et de la faune a commencé. Ceci, bien entendu, est facilité par la capacité d'auto-épuration des bassins d'eau (qui est toutefois limitée à certaines limites).

Chaque année dans le monde, environ 6,5 millions de tonnes de phosphates, plus de 5 millions de tonnes de produits pétroliers, 2,3 millions de tonnes de plomb, 1,6 million de tonnes de manganèse et un grand nombre d'autres produits chimiques sont rejetés dans les rivières, les lacs et les mers. forme d’éléments de déchets industriels. En règle générale, ces substances sont rejetées sous forme de solutions aqueuses ou de suspensions, car l'eau fait presque toujours partie des processus technologiques. Lors de la production d'une tonne de fonte, selon la technologie utilisée, de 150 à 200 mètres cubes sont consommés. m d'eau, pour obtenir la même quantité de papier, il faut 65 à 110 mètres cubes. m, pâte 175-500 mètres cubes. m, produits pétroliers 2-20 mètres cubes. m d'eau, etc. Le plus grand volume d'eau contaminée est rejeté par les raffineries de pétrole, les entreprises métallurgiques, chimiques et de pâtes et papiers. De grandes quantités de produits chimiques pénètrent dans les eaux souterraines et les eaux fluviales depuis les terres agricoles, où ils sont utilisés comme engrais et pour lutter contre les ravageurs des cultures et des forêts. Les bassins hydrographiques sont fortement pollués par les produits pétroliers déversés par les navires, ainsi que par les fuites de pétrole brut dans les lieux de sa production (notamment sous l'eau) et lors du transport des produits pétroliers.

La composition des eaux usées contaminées par des déchets provenant de l'industrie, des transports, de l'agriculture et des entreprises municipales comprend des substances organiques (acides organiques, alcools, phénols, herbicides, détergents, etc.), des substances inorganiques (sels, acides, alcalis), des produits pétroliers, des substances toxiques. (cyanures, arsenic, sels de cuivre, zinc, mercure, etc.), substances radioactives et bactériologiques, etc.

En fonction de la nature de leur impact, tous les polluants peuvent être divisés en trois types d'agents : chimiques, bactériologiques et radioactifs.

§ 1. Pollution chimique

Parmi les polluants chimiques des masses d'eau, les plus dangereux sont les hydrocarbures, les pesticides (pesticides, insecticides, fongicides, herbicides), le mercure et les détergents.

La quantité de polluants dans l’eau est généralement négligeable par rapport à sa masse totale, mais ils peuvent causer de graves dommages aux animaux et aux plantes d’un plan d’eau. Ceci est facilité par trois circonstances : premièrement, la capacité naturelle d'un certain nombre d'organismes à accumuler des produits polluants ; deuxièmement, la majeure partie de la pollution est localisée dans les zones côtières où la plupart des poissons et autres organismes aquatiques se reproduisent, se nourrissent et grandissent ; troisièmement, une certaine stabilité de la préservation des polluants dans le milieu aquatique.

Les effets des effluents industriels sont mal compris et on ne sait presque rien des effets cumulatifs des polluants sur les organismes aquatiques. On sait par exemple que le nickel est relativement peu toxique. Mais s'il pénètre dans l'eau avec un « ruissellement de cuivre », sa toxicité est multipliée par 10. On ne sait presque rien de l'intensification des effets des polluants avec une augmentation de la température de l'eau, de sa densité, de sa salinité, des changements dans les conditions d'éclairage, du mélange de l'eau et de l'impact d'autres facteurs.

Tout cela fait l'objet d'une étude plus approfondie.

Les hydrocarbures sont le principal composant du pétrole et des produits pétroliers - non seulement l'agent de pollution le plus courant, mais aussi le plus dangereux. La production pétrolière et l’utilisation de produits pétroliers connaissent une croissance rapide. Par conséquent, le risque de contamination des eaux naturelles par ces substances augmente constamment, dépassant largement en ampleur le risque de contamination bactériologique et radioactive.

Les produits pétroliers sont un mélange complexe d'hydrocarbures saturés, insaturés, alicycliques et aromatiques. En 1968, le groupe de travail des pays du CAEM sur l'unification des méthodes d'analyse des eaux naturelles et usées a décidé de considérer les « produits pétroliers » comme la partie la plus caractéristique du pétrole et de ses produits, constituée de composés apolaires et faiblement polaires extraits avec hexane (ou éther de pétrole). Cette définition limite la notion de « produits pétroliers » aux hydrocarbures et à un très petit nombre de composés organiques rarement associés aux hydrocarbures dans les eaux naturelles et usées. En même temps, cette définition exprime assez clairement les propriétés chimiques et analytiques des produits pétroliers.

L'huile dans l'eau peut être présente sous la forme d'un film constitué principalement de fractions huileuses légères et huileuses-résineuses, sous la forme d'une émulsion stable hautement dispersée (particules inférieures à 30 microns) en suspension, sous la forme de grumeaux relativement gros adhérés aux sédiments en suspension, sous forme dissoute (la solubilité de l'huile est insignifiante - selon certains auteurs, de 2 à 100 mg/l). Des fractions lourdes de pétrole (30 à 40 %) coulent au fond et forment une couche très résistante à l'oxydation, dans laquelle meurent les organismes vivant au fond et servant de nourriture aux poissons. Avec les vagues et une forte augmentation de la vitesse des courants de fond, les produits pétroliers présents au fond peuvent à nouveau être impliqués dans les processus hydrodynamiques et devenir une source secondaire de pollution de l'eau lors de la remise en suspension.

Pesticide. Pour lutter contre les ravageurs agricoles et forestiers, un grand nombre de substances toxiques différentes sont utilisées, qui possèdent de fortes propriétés toxiques et cancérigènes. Depuis le début de la Seconde Guerre mondiale, le dichlorodiphényltrichloroatane (DDT) a été largement utilisé pour lutter contre les ravageurs des champs. La persistance de ce médicament a conduit au fait que les êtres vivants vivant dans l'eau, l'air et sur terre (y compris les humains) contiennent actuellement du DDT. Aujourd’hui, la production de DDT a été considérablement réduite. Certains pays (dont l’Union soviétique) ont complètement abandonné sa production et son utilisation.

Le mercure et d'autres métaux pénètrent dans les eaux naturelles avec les déchets des entreprises industrielles et agricoles. Le mercure, en particulier, est utilisé pour le traitement des semences, dans l'industrie des pâtes et papiers, comme catalyseur dans la production de chlorure de polyvinyle et dans d'autres industries. Le mercure a un fort effet toxique, peut s'accumuler dans les organismes animaux et végétaux et se transmettre par la chaîne alimentaire biologique. Environ 100 Japonais sont morts des suites d'un empoisonnement causé par des poissons pêchés dans la baie de Minamata, où les déchets d'une usine de chlorure de polyvinyle ont été déversés.

Des centaines de milliers de tonnes de plomb et de zinc se retrouvent également dans l'eau, qui, comme le mercure, sont toxiques et s'accumulent en grande quantité dans les organismes aquatiques. La concentration normale de cuivre dans l’eau de mer est d’environ 3 parties par milliard de parties d’eau. Une solution contenant une partie de cuivre pour 10 millions de parties d’eau est toxique pour les organismes aquatiques. La concentration - une partie de cuivre par million de parties d'eau - tue les coquillages comestibles en moins de 2 heures, et la capacité des algues brunes à produire de l'oxygène est réduite dans ces conditions d'environ 70 % en 9 jours.

Les détergents sont des tensioactifs synthétiques qui se dégradent très lentement (par exemple les savons Novost, Ladoga, etc.). Les eaux usées contenant des détergents polluent principalement les rivières et les zones côtières. La présence de tensioactifs peut être déterminée à la fois en mesurant directement la tension superficielle et en déterminant l'intensité de la formation de mousse : la présence même d'une petite quantité de détergents dans l'eau devient perceptible (y compris lorsqu'elle est observée à basse altitude depuis un avion) ​​en raison de la formation de mousse.

Les détergents constituent une grande menace pour le réservoir, car l'eau moussante inhibe les processus de minéralisation des substances organiques, réduit les propriétés organoleptiques de l'eau et complique la sédimentation et la décomposition des matières en suspension. On sait que dans les mêmes conditions, l'oxydation des polluants organiques dissous se déroule 10 à 25 fois plus rapidement que l'oxydation des substances en suspension non dissoutes.

Les détergents utilisés pour nettoyer les côtes des produits pétroliers ont un effet plus destructeur sur la flore et la faune marines que le pétrole lui-même.

§ 2. Contamination bactériologique

Les pollutions contenant des bactéries dangereuses pour la vie humaine et animale pénètrent dans les plans d'eau et les cours d'eau principalement par les réseaux d'égouts. Les bactéries qui pénètrent dans le milieu aquatique sont partiellement neutralisées au fil du temps. Par conséquent, le plus grand danger est le rejet direct des eaux usées dans les plans d’eau utilisés pour l’approvisionnement en eau ou pour la baignade. Dans les mers, le risque d'infection bactérienne est relativement faible, car l'eau de mer a la capacité de détruire les micro-organismes pathogènes : pendant les 15 premières heures, 70 % des bactéries meurent, et le cinquième jour il ne reste qu'une fraction d'un pour cent. . Cependant, même pendant cette période, les bactéries peuvent causer de graves dommages. L'intensité des processus d'oxydation biochimique des eaux usées dépend de la température de l'eau. À une température de 20°C, leur oxydation complète se produit généralement en 5 à 10 jours. À des températures plus basses, cette période augmente sensiblement.

§ 3. Contamination radioactive

La contamination radioactive des masses d'eau résulte soit du rejet délibéré dans l'eau (« enfouissement ») de produits de désintégration radioactifs solides, qui coulent au fond, polluant l'eau et le sol, soit du rejet d'eaux industrielles contenant des substances radioactives. substances, ou à la suite de retombées radioactives formées lors d’explosions de bombes atomiques.

Les éléments radioactifs les plus dangereux sont ceux qui ont une longue demi-vie. Parmi eux, le strontium-90 et le césium-137 occupent la première place, avec une demi-vie d'environ 30 ans. Ces éléments sont absorbés par les organismes aquatiques et sont inclus dans les processus biologiques, donnant lieu à des mutations nocives.

Les observations de radioactivité dans les eaux s'effectuent de la même manière que pour les microbes pathogènes : par prélèvement pour analyse chimique. La répartition des jets d'eaux industrielles radioactives (ainsi que contaminées bactériologiquement) qui ont une couleur spécifique peut être retracée en les cartographiant depuis un avion. Dans les cas où ils ne sont pas colorés, ils peuvent être artificiellement masqués avec une sorte de substance colorante au point de rejet.

Introduction…………………………………………………………………………………3

Pollution du bassin hydrographique et suivi de l’état de l’hydrosphère……5

    Pollution de l'environnement………………………………………...5

    Conséquences de la pollution……………………………………………………………...9

    Étapes de nettoyage………………………………………………………...11

Conclusion…………………………………………………………………………………..16

Références…………………………………………………………….17

Introduction

L'hydrosphère est la coquille d'eau de la Terre, représentant l'ensemble de tous types de réservoirs, y compris les eaux souterraines. L'eau est le seul liquide naturel présent à la surface de la Terre en grande quantité - 1 386 millions de km 3 , et on la trouve non seulement dans l'hydrosphère, mais en partie dans l'atmosphère (0,001 %) et la lithosphère (1,72 %).

La vie sur Terre dépend principalement de l'eau douce (2,5 % de l'eau totale). Le rôle de l'eau dans tous les processus vitaux est déterminant. Les plantes contiennent 90 % d’eau en poids. Le corps humain est constitué aux 2/3 d'eau, grâce à laquelle s'effectue le « transport » de toutes les substances présentes dans le corps humain. La perte de 15 % de l’approvisionnement en eau du corps est dangereuse pour la vie humaine. Le sang est composé à 80 % d’eau. La déshydratation est la principale cause de mort naturelle chez l’homme.

Toutes les pertes d'eau dans le corps humain sont remplacées par la boisson et la nourriture ; une personne consomme environ 1 tonne d'eau par an ; La grande majorité des réserves d'eau douce sont difficiles d'accès, 80 % d'entre elles sont contenues dans des calottes glaciaires ou se situent à différentes profondeurs de la croûte terrestre (jusqu'à 200 m). La partie la plus précieuse des ressources en eau (eau renouvelée) est contenue dans les rivières, qui sont des sources d'approvisionnement en eau pour la population et l'industrie, des sources d'énergie et une base de pêche. L'énergie solaire amène l'eau dans un cycle constant, grâce auquel l'eau des rivières est échangée en 10 à 12 jours.

Cependant, le facteur anthropique apporte ses propres « corrections » tant aux régimes de renouvellement de l'eau qu'au changement constant de la qualité de l'eau. Ces « corrections » s’apparentent à du transport de déchets, la majeure partie de l’eau de rivière utilisée étant restituée sous forme d’eaux usées.

La pollution atmosphérique, devenue à grande échelle, a causé des dégâts aux rivières, aux lacs, aux réservoirs et aux sols. Les polluants et les produits de leur transformation atteignent tôt ou tard la surface de la Terre depuis l'atmosphère. Ce problème déjà important est considérablement aggravé par le fait que les déchets s'écoulent directement dans les plans d'eau et sur le sol. De vastes superficies de terres agricoles sont exposées à divers pesticides et engrais, et les zones de décharge augmentent. Les entreprises industrielles rejettent leurs eaux usées directement dans les rivières. Le ruissellement des champs se déverse également dans les rivières et les lacs. Les eaux souterraines, le plus important réservoir d’eau douce, sont également polluées. La pollution de l'eau douce et des terres est un boomerang qui revient aux humains dans la nourriture et l'eau potable.

Pollution de l'eauet surveiller l'état de l'hydrosphère

LA POLLUTION DE L'EAU est un délit environnemental au sens de l'art. 250 du Code pénal de la Fédération de Russie. L'aspect objectif comprend la pollution, le colmatage, l'épuisement des eaux de surface ou souterraines, des sources d'approvisionnement en eau potable ou d'autres modifications de leurs propriétés naturelles, si cela entraîne des dommages importants à la faune ou à la flore, aux stocks de poissons, à la sylviculture ou à l'agriculture. Selon la gravité des conséquences et d'autres circonstances, cela peut être considéré comme une infraction administrative.

Plusieurs entreprises de Norilsk Nickel violent les lois sur l'eau en rejetant des substances nocives dans l'eau. Les spécialistes de Rosprirodnadzor sont arrivés à cette conclusion après avoir inspecté la branche polaire de l’entreprise. En particulier, il a été découvert que des déchets industriels à haute teneur en fer, nickel, produits pétroliers, plomb, cuivre, chlorures, nitrates, calcium, magnésium, phosphates et zinc étaient déversés dans l'eau.

1. Pollution

L'introduction de nouveaux agents physiques, chimiques et biologiques inhabituels ou dépassant leur niveau naturel.

Toute contamination chimique est l'apparition d'une substance chimique dans un endroit qui ne lui est pas destiné. La pollution résultant de l'activité humaine est le principal facteur de son impact néfaste sur l'environnement naturel. Les polluants chimiques peuvent provoquer des intoxications aiguës, des maladies chroniques et avoir également des effets cancérigènes et mutagènes. Par exemple, les métaux lourds peuvent s’accumuler dans les tissus végétaux et animaux, provoquant des effets toxiques. Les sources de pollution environnementale comprennent les sous-produits de l’industrie des pâtes et papiers, les déchets de l’industrie métallurgique et les gaz d’échappement des moteurs à combustion interne. Ces substances sont très toxiques pour les humains et les animaux, même à faibles concentrations, et endommagent le foie, les reins et le système immunitaire.

Outre la pollution de l'environnement par de nouvelles substances synthétiques, de graves dommages à la nature et à la santé humaine peuvent être causés par l'interférence dans les cycles naturels des substances due à la production active et aux activités agricoles, ainsi que par la production de déchets ménagers.

L'eau de mer cesse également d'être de l'eau : de nombreuses côtes sont baignées par un liquide dont la composition chimique est complètement différente de celle qu'avait l'eau de mer il y a plusieurs décennies. Des symptômes de dégradation de la flore et de la faune de l'océan mondial ont été constatés par les chercheurs à grande profondeur, même loin des côtes. Mais l’océan mondial est le berceau de la vie et « l’usine météo » de la Terre entière. Si nous continuons à la polluer, la vie sur notre planète deviendra bientôt impossible.
L'eau est une condition nécessaire à la vie sur Terre. La pollution des plans d'eau par divers déchets complique les processus d'auto-épuration qui, associés au manque d'eau douce, constituent une menace pour la santé humaine.
La pollution de l’eau peut avoir des effets néfastes sur la santé humaine de deux manières :

La pollution de l'eau se manifeste par des modifications des propriétés physiques et organoleptiques (altération de la transparence, de la couleur, des odeurs, du goût), une augmentation de la teneur en sulfates, chlorures, nitrates, métaux lourds toxiques, une diminution de l'oxygène de l'air dissous dans l'eau, l'apparition de éléments radioactifs, bactéries pathogènes et autres polluants. La Russie possède l'un des potentiels hydriques les plus élevés au monde : chaque habitant de la Russie représente plus de 30 000 m3 d'eau par an. Cependant, à l'heure actuelle, en raison de la pollution ou du colmatage, environ 70 % des rivières et des lacs russes ont perdu leur qualité d'approvisionnement en eau potable, de sorte qu'environ la moitié de la population consomme de l'eau contaminée et de mauvaise qualité.

Les plans d’eau naturels ne constituent pas un habitat naturel pour les agents pathogènes. En revanche, les eaux usées domestiques contiennent toujours divers micro-organismes, dont certains peuvent être pathogènes. Le danger potentiel de propagation d'infections intestinales par l'eau est jugé par la présence de micro-organismes dits indicateurs, principalement E. coli. Selon les normes d'hygiène, la présence de 3 E. coli au maximum dans 1 litre d'eau potable est autorisée. Il a été prouvé qu'après désinfection de l'eau avec du chlore, des rayons ultraviolets, de l'ozone ou des rayons gamma, elle contient environ trois E. coli par litre, l'eau ne contient plus d'agents pathogènes microbiens viables de la typhoïde abdominale, de la dysenterie et autres. Cependant, la résistance des virus pathogènes est supérieure à celle d’E. coli. À l'heure actuelle, une confiance totale dans la désinfection de l'eau potable ne peut être obtenue qu'en la faisant bouillir.

Dans les eaux contenant des matières fécales, des résidus végétaux ou animaux provenant d'entreprises de l'industrie alimentaire, des fibres de papier et des résidus de cellulose provenant d'entreprises de l'industrie des pâtes et papiers, les processus de décomposition se déroulent presque de la même manière. Puisque les bactéries aérobies utilisent l’oxygène, le premier résultat de la dégradation des résidus organiques est une diminution de la quantité d’oxygène dissous dans les eaux réceptrices. Elle varie en fonction de la température, et aussi dans une certaine mesure de la salinité et de la pression. L'eau douce à 20°C et aérée intensivement contient 9,2 mg d'oxygène dissous dans un litre. À mesure que la température de l'eau augmente, cet indicateur diminue et lorsqu'elle refroidit, il augmente.

Dans les petits ruisseaux aux courants rapides, où l'eau est intensément mélangée, l'oxygène provenant de l'atmosphère compense l'épuisement de ses réserves dissoutes dans l'eau. Dans le même temps, le dioxyde de carbone formé lors de la décomposition des substances contenues dans les eaux usées s'évapore dans l'atmosphère. Cela réduit la période d'effets néfastes des processus de décomposition organique. A l'inverse, dans les plans d'eau à faibles courants, où les eaux se mélangent lentement et sont isolées de l'atmosphère, une diminution inévitable de la teneur en oxygène et une augmentation de la concentration en dioxyde de carbone entraînent de sérieux changements. Lorsque la teneur en oxygène diminue jusqu'à un certain niveau, les poissons meurent et d'autres organismes vivants commencent à mourir, ce qui entraîne une augmentation du volume de matière organique en décomposition.
La plupart des poissons meurent à cause d'un empoisonnement causé par les eaux usées industrielles et agricoles, mais beaucoup meurent également à cause d'un manque d'oxygène dans l'eau. Les poissons, comme tous les êtres vivants, absorbent de l'oxygène et libèrent du dioxyde de carbone. S'il y a peu d'oxygène dans l'eau, mais une concentration élevée de dioxyde de carbone, l'intensité de leur respiration diminue (on sait que l'eau à forte teneur en acide carbonique, c'est-à-dire en dioxyde de carbone dissous, devient acide).

2. Conséquences de la pollution de l'hydrosphère.

La pollution des écosystèmes aquatiques représente un énorme danger pour tous les organismes vivants et en particulier pour l'homme. Il a été établi que sous l'influence de polluants dans les écosystèmes d'eau douce, leur stabilité diminue en raison de la perturbation de la pyramide alimentaire et de la rupture des connexions de signaux dans la biocénose, de la pollution microbiologique, de l'eutrophisation et d'autres processus extrêmement défavorables. Ils réduisent le taux de croissance des organismes aquatiques, leur fertilité et conduisent dans certains cas à leur mort. Le processus d'eutrophisation des masses d'eau est le plus étudié.

Eutrophisation– enrichissement du réservoir en nutriments, stimulant la croissance du phytoplancton. En conséquence, l'eau devient trouble, les plantes meurent, la concentration d'oxygène dissous diminue et les poissons et crustacés vivant dans les profondeurs s'étouffent. Ce processus naturel, caractéristique de tout le passé géologique de la planète, se déroule généralement très lentement et progressivement, mais au cours des dernières décennies, en raison de l'impact anthropique accru, la vitesse de son développement a fortement augmenté.
L'eutrophisation accélérée, ou dite anthropique, est associée à l'entrée dans les plans d'eau d'une quantité importante de nutriments - azote, phosphore et autres éléments sous forme d'engrais, de détergents, de déjections animales, d'aérosols atmosphériques, etc. La mer résulte du processus d'eutrophisation (réservoir d'enrichissement en nutriments qui stimulent la croissance du phytoplancton). Cette forme de pollution est typique des plans d'eau dans lesquels l'eau se renouvelle lentement. C’est le cas de la mer Baltique, pratiquement fermée. L'eutrophisation se produit lorsque la mer reçoit trop de nutriments. Ces substances, en l’occurrence le phosphore et l’azote, présentes dans la nature, se retrouvent également dans les engrais et les produits chimiques ménagers. Les algues les assimilent et commencent à se multiplier rapidement. L'une des conséquences de cette reproduction « explosive », de plus en plus observée pendant les mois d'été, est la disparition de l'oxygène des eaux profondes. La mer Baltique a la malheureuse réputation d’être la mer la plus polluée de la planète. Le trafic maritime y est le plus intense au monde et certaines espèces de poissons pêchées ici, notamment le hareng et le saumon, sont interdites d'exportation vers l'Union européenne. Les processus d'eutrophisation anthropique couvrent également de nombreux grands lacs du monde - les Grands Lacs américains, le lac Balaton, Ladoga, Genève, etc., ainsi que des réservoirs et des écosystèmes fluviaux, principalement de petites rivières.

Outre l'excès de nutriments, d'autres polluants ont également un effet néfaste sur les écosystèmes d'eau douce : métaux lourds (plomb, cadmium, nickel...), phénols, tensioactifs, etc. Par exemple, les organismes aquatiques du lac Baïkal, qui ont adaptés au cours d'une longue évolution à un ensemble naturel, les composés chimiques des affluents du lac se sont révélés incapables de traiter des composés chimiques étrangers aux eaux naturelles (produits pétroliers, métaux lourds, sels).

La vitesse à laquelle les polluants pénètrent dans les océans de la planète a fortement augmenté ces dernières années. Chaque année, jusqu'à 300 milliards de m3 d'eaux usées sont déversés dans l'océan, dont 90 % ne sont pas prétraitées.

Les problèmes d'eutrophisation et de pollution microbiologique des zones océaniques côtières deviennent de plus en plus aigus. À cet égard, il est important de déterminer la pression anthropique admissible sur les écosystèmes marins et d'étudier leur capacité d'assimilation en tant que caractéristique intégrale de la capacité d'une biogéocénose à accumuler et à éliminer dynamiquement les polluants.

Le problème environnemental le plus grave est la restauration de la teneur en eau et de la pureté des petites rivières (c'est-à-dire les rivières d'une longueur maximale de 100 km), le maillon le plus vulnérable des écosystèmes fluviaux. Ils se sont avérés les plus sensibles aux impacts anthropiques. Une utilisation économique mal conçue des ressources en eau et des terres adjacentes a provoqué leur épuisement (et souvent leur disparition), leur faible profondeur et leur pollution. Actuellement, l'état des petits cours d'eau et des lacs, en particulier dans la partie européenne de la Russie, est catastrophique en raison de la forte augmentation de la charge anthropique qui pèse sur eux. Le débit des petites rivières a diminué de plus de moitié et la qualité de l'eau n'est pas satisfaisante. Beaucoup d’entre eux ont complètement cessé d’exister.

    Étapes de nettoyage.

Un réseau d'égouts sanitaires intègre toutes les canalisations d'évacuation des éviers, baignoires, etc. situées dans les bâtiments, comme un tronc d'arbre relie toutes ses branches. De la base de ce « tronc » coule un mélange de tout ce qui est entré dans le système - eaux usées brutes . Puisque nous utilisons d’énormes volumes d’eau pour éliminer de minuscules quantités de déchets ou simplement pour les déverser inutilement, dans les eaux usées primaires, il y a environ 1 000 parties d’eau pour chaque partie de déchets, c’est-à-dire ils contiennent 99,9% d'eau et 0,1% de déchets. Avec l’ajout des eaux pluviales, la dilution augmente encore. Mais les déchets ou polluants provenant des effluents primaires revêtent une grande importance. Ils sont divisés en trois catégories.

Déchets et sable. Ordures- il s'agit de chiffons, sacs en plastique et autres objets qui pénètrent dans le système depuis les toilettes ou par les égouts pluviaux, s'ils ne sont pas déjà séparés. À sable inclut conditionnellement le gravier ; Ils sont apportés principalement par les égouts pluviaux.

matière organique, ou colloïdes. Il s'agit à la fois d'organismes vivants et de matières organiques non vivantes constituées d'excréments, de déchets alimentaires et de fibres de tissus et de papier. Terme colloïdes signifie que cette matière ne se dépose pas mais reste généralement en suspension dans l'eau.

Substances dissoutes. Il s’agit principalement de biogènes, tels que les composés d’azote, de phosphore et de potassium issus des déchets, enrichis en phosphates issus des détergents.

Pour que le traitement soit complet, les stations d’épuration doivent éliminer toutes les catégories de polluants nommées. Les déchets et le sable sont enlevés sur scène prétraitement.

Combinaison primaire Et traitement secondaire permet de se débarrasser de la matière colloïdale. Les nutriments dissous sont éliminés à l'aide après traitement.

Il convient également de garder à l’esprit que le traitement des eaux usées dans chaque cas spécifique ne doit pas nécessairement comprendre les quatre étapes. Le plus souvent, ils se complètent selon les circonstances. Par conséquent, dans certains endroits, ils rejettent encore simplement les eaux usées brutes dans des réservoirs, dans d'autres, ils effectuent uniquement un traitement primaire, dans d'autres, ils effectuent un traitement secondaire et seules quelques villes effectuent un traitement supplémentaire des canalisations.

Pré-nettoyage. Les déchets sont éliminés en faisant passer les eaux usées d'origine grille à barres, c'est à dire. une série de tiges situées à une distance d'environ 2,5 cm les unes des autres. Les déchets sont ensuite collectés mécaniquement depuis la grille et envoyés vers un four d'incinération spécial. L'eau, débarrassée des débris, pénètre dans un récipient ressemblant à une piscine, où le mouvement de l'eau ralentit tellement que le sable se dépose ; il en est ensuite retiré mécaniquement et acheminé vers une décharge.

Nettoyage primaire. Après le prétraitement, l'eau subit une purification primaire - elle passe lentement à travers de grands réservoirs appelés décanteurs primaires. Ici, elle reste presque immobile pendant plusieurs heures. Cela permet aux particules de matière organique les plus lourdes, constituant 30 à 50 % du total, de se déposer au fond, d'où elles sont collectées. Dans le même temps, les substances grasses et huileuses remontent à la surface et sont écumées comme de la crème. Tout ce matériel est appelé boue brute. L'eau qui sort des décanteurs primaires contient encore 50 à 70 % de colloïdes organiques non décantés et presque tous les nutriments dissous. Le traitement secondaire consiste à éliminer la matière organique restante mais pas les éléments nutritifs dissous.

Nettoyage secondaire. Ce nettoyage est aussi appelé biologique, car il s’agit de décomposeurs et détritivores naturels vivants qui consomment de la matière organique et, au cours du processus de respiration, la transforment en eau et en dioxyde de carbone. Deux types de systèmes sont couramment utilisés : les biofiltres à ruissellement et les boues activées. Sur les systèmes avec biofiltre goutte à goutte l'eau éclabousse et coule dans les ruisseaux sur une couche de pierres de la taille d'un poing, dont l'épaisseur est de 2 à 3 m. Les organismes accidentellement lavés des biofiltres sont ensuite éliminés de l'eau lorsqu'elle pénètre dans les bassins de décantation secondaires, semblables à la décantation primaire. réservoirs. Les matières qui s'y déposent sont traitées de la même manière que les boues brutes. Après avoir subi un traitement primaire et des biofiltres goutte à goutte, les eaux usées perdent 85 à 90 % de leur matière organique. Une autre méthode de purification secondaire est de plus en plus répandue - système à boues activées. Dans ce cas, l’eau après épuration initiale pénètre dans un réservoir pouvant accueillir plusieurs remorques garées les unes derrière les autres. Un mélange détritivore appelé boue activée est ajouté à l’eau à son entrée dans le réservoir. En se déplaçant, il crée un environnement riche en oxygène, idéal pour le développement de ces organismes. Au fur et à mesure qu’ils se nourrissent, la quantité de matière organique, y compris de micro-organismes pathogènes, diminue. En sortant du bassin d’aération, l’eau contient de nombreux détritivores, elle est donc envoyée vers des décanteurs secondaires. Étant donné que les organismes s’accumulent généralement dans des morceaux de détritus, il est relativement facile de les déposer ; le sédiment est le même boue activée, qui est pompé vers le réservoir d'aération. L'eau est purifiée de la matière organique à 90-95 %. Jusqu’au cours des deux dernières décennies, il n’était pas urgent de procéder à une purification supplémentaire de l’eau après un traitement secondaire de l’eau. Ensuite, l’eau était simplement désinfectée avec de l’eau de Javel et rejetée dans des réservoirs naturels. Cette situation prévaut encore aujourd’hui. Cependant, à mesure que le problème de l'eutrophisation s'aggrave, de plus en plus de villes introduisent une autre étape : après traitement, éliminant les nutriments.

Traitement supplémentaire. Après une purification secondaire, l’eau subit un post-traitement qui élimine un ou plusieurs nutriments. Il existe de nombreuses façons de procéder. L'eau peut être purifiée à 100 % par distillation ou microfiltration. Purifier une telle quantité d'eau en utilisant les méthodes ci-dessus est trop inutile, c'est pourquoi des méthodes plus abordables sont actuellement développées et mises en œuvre. Par exemple, les phosphates peuvent être éliminés en ajoutant de la chaux (ions calcium) à l’eau. Le calcium réagit chimiquement avec le phosphate pour former du phosphate de calcium insoluble, qui peut être éliminé par filtration. Si l’excès de phosphate est la principale cause de l’eutrophisation, c’est déjà suffisant. Avec une purification appropriée, il est possible de garantir que l’eau obtenue est potable.

Désinfection. Quelle que soit la minutie avec laquelle les eaux usées sont traitées, elles sont généralement désinfectées par chloration avant d'être rejetées dans les plans d'eau naturels afin de détruire les organismes pathogènes qui auraient pu survivre. L’utilisation du chlore gazeux (Cl2) à cette fin soulève certaines questions environnementales qui méritent d’être discutées. Il existe des désinfectants plus sûrs, comme l'ozone (O3). Il est extrêmement destructeur pour les micro-organismes et, agissant sur eux, se décompose en oxygène gazeux, ce qui améliore la qualité de l'eau. Cependant, l’ozone est non seulement toxique, mais aussi explosif. Il est également proposé d'exposer l'eau à des rayons ultraviolets ou autres qui tuent les micro-organismes mais n'entraînent aucun effet secondaire.

Conclusion.

Le cycle de l'eau, ce long chemin de son mouvement, se compose de plusieurs étapes : l'évaporation, la formation des nuages, les précipitations, le ruissellement dans les ruisseaux et les rivières, et à nouveau l'évaporation. Tout au long de son parcours, l'eau elle-même est capable de se purifier des contaminants qui y pénètrent.

Théoriquement, les ressources en eau sont inépuisables, car avec une utilisation rationnelle, elles se renouvellent continuellement au cours du cycle de l'eau dans la nature. Même dans un passé récent, on croyait qu'il y avait tellement d'eau sur Terre que, à l'exception de certaines zones arides, les gens n'avaient pas à craindre d'en manquer. Cependant, la consommation d'eau augmente à un rythme tel que l'humanité est de plus en plus confrontée au problème de savoir comment répondre à ses besoins futurs. De nombreux pays et régions du monde connaissent déjà aujourd’hui une pénurie de ressources en eau, qui s’accentue chaque année.

Le problème de la pollution des eaux terrestres (rivières, lacs, réservoirs, eaux souterraines) est étroitement lié au problème de l'approvisionnement en eau douce, c'est pourquoi une attention particulière est accordée à la surveillance et au contrôle du niveau de pollution des masses d'eau. La réglementation économique de l'utilisation rationnelle et de la protection de l'eau comprend : la planification et le financement de mesures pour l'utilisation rationnelle et la protection de l'eau ; fixer des limites d'utilisation de l'eau; établir des normes de paiement pour l'utilisation et la consommation d'eau ; établir des normes de paiement pour les rejets de polluants dans les plans d'eau ; l'octroi d'impôts, de crédits et d'autres avantages lors de l'utilisation de technologies produisant peu de déchets et sans déchets, la réalisation d'autres activités lorsqu'elles ont un effet significatif dans le domaine de l'utilisation rationnelle et de la protection de l'eau ; couverture des dommages causés aux masses d'eau et à la santé humaine en raison de la violation de la législation sur l'eau.

Littérature

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    Écologie de l'ingénierie et gestion de l'environnement / éd.

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Depuis l’époque de la révolution scientifique et technologique, l’humanité détruit rapidement la nature et ses ressources, pensant de moins en moins à leur difficulté à se reconstituer.

L'énergie nucléaire, le développement de la métallurgie et de l'industrie chimique, l'activité humaine active laisse son empreinte sur tous les éléments de l'environnement : flore, faune, air, sol, eau.

Le gaspillage abondant des ressources naturelles a incité les scientifiques à se pencher sur les questions environnementales, en identifiant les principaux polluants et les méthodes pour les combattre.

Les principaux empoisonneurs de la nature sont actuellement les composés produits par les installations industrielles et énergétiques, les rayonnements électromagnétiques et radioactifs, les déchets ménagers, les produits pétroliers et autres substances nocives. Quantité de pollution

Une distinction est faite entre pollution primaire et secondaire : avec la pollution primaire, des substances nocives se forment directement au cours de processus naturels ou anthropiques, et avec la pollution secondaire, des substances nocives se forment dans l'environnement à partir des primaires. Dans la plupart des cas, les polluants secondaires sont plus toxiques que les polluants primaires.

Le mécanisme d'action du polluant peut être différent : certaines substances sont irritantes, modifiant le niveau d'acidité de la muqueuse ou irritant les terminaisons nerveuses ; d'autres modifient le rapport des réactions redox dans le corps ; d'autres encore remplacent les éléments et composés chimiques dans les cellules ; quatrièmement - influencer les processus oscillatoires électromagnétiques et mécaniques dans le corps.

Catégories

Les polluants technogéniques sont classés dans les catégories suivantes :

  1. Origine(mécanique, biologique, physique, chimique, énergétique et matériel).
  2. Durée d'action(stabilité moyenne, semi-résistante, instable et stable).
  3. Influence(indirect et direct).
  4. Personnage(accidentel, accompagnant, intentionnel).
  5. Niveau de danger(niveau de toxicité).
  6. Prévalence(local, régional, mondial, spatial).

Origine

En fonction de leur origine, on distingue les types suivants :

Et la plus courante est la pollution mécanique de l'environnement, puisque chaque habitant de la planète y est confronté quotidiennement. La majeure partie des déchets mécaniques est constituée de plastique, qui ne se décompose pratiquement pas, de sorte que la nature, malgré la présence de mécanismes de protection, n'est pas en mesure de faire face seule aux déchets mécaniques.

Elle est également directement liée au processus continu de construction généralisée de nouveaux bâtiments par l’homme. Toutes sortes de décharges, où sont stockées de grandes quantités de déchets ménagers solides, sont des lieux de catastrophes environnementales.

Chimique comme le plus courant

La pollution chimique attaque régulièrement toutes les parties de la biosphère, puisque les émissions chimiques quotidiennes s'élèvent à des tonnes. Il affecte l'équilibre des microéléments, épuise la microflore, réduit la productivité des éléments de l'écosystème et perturbe généralement son équilibre.

Un contrôle particulier nécessite des éléments chimiques tels que les métaux lourds (dont le cadmium, l'arsenic, le mercure et le plomb), dont la distribution est facilitée par les usines métallurgiques, les usines, les entrepôts industriels et les entreprises dont les activités sont liées à la recherche de minéraux. Les pesticides peuvent affecter le système nerveux central, provoquer des réactions allergiques, provoquer des cancers et même modifier le code génétique.
Les ravageurs en mutation, contre lesquels les pesticides étaient initialement destinés, incitent les gens à rejeter des produits chimiques en quantités encore plus grandes.

Les rejets de produits chimiques n’affectent pas seulement le sol, la flore et la faune. La pollution atmosphérique d'origine humaine se caractérise par une abondance de gaz sulfureux, qui entraîne des pluies acides, qui infectent et détruisent les plans d'eau propres et les forêts.

Les conséquences de l’utilisation de sprays aérosols peuvent même conduire à la destruction de la couche d’ozone de la planète, qui protège tous ses habitants des rayons ultraviolets.

Situation environnementale en Russie

La situation environnementale de notre pays est tendue. Le manque de financement et une politique générale de laissez-faire envers un environnement propre ne font que contribuer à la détérioration de la situation.

Les émissions industrielles réduisent la résistance des plantes au gel, ce qui affecte l'agriculture. Les régions du nord de la Russie, avec leur climat humide et nuageux caractéristique, couplées à la présence de substances toxiques dans l'atmosphère, menacent l'extinction des plantes et la formation de friches.

Il existe également un certain nombre de facteurs naturels qui ne contribuent pas non plus au nettoyage de la biosphère : le sol a la propriété d'accumuler des rayonnements qui y pénètrent avec les déchets et les retombées radioactives après les essais nucléaires. De ce fait, les substances radioactives entrent dans les chaînes alimentaires et affectent les organismes vivants.

Les sources artificielles de rayonnement radioactif sont des établissements médicaux utilisant des rayons X, des matériaux de construction à haut niveau de rayonnement : granit, pierre concassée, pierre ponce et, curieusement, des appareils électroménagers utilisant du radium, par exemple des montres à cadran lumineux.

En cas de pénurie d'eau douce, le problème de l'auto-épuration des plans d'eau pollués est particulièrement aigu : lorsque des substances nocives sont rejetées, diverses suspensions et solutions apparaissent.

Les substances organiques s'oxydent et libèrent de la chaleur, du dioxyde de carbone et de l'eau se forment - c'est ainsi que le réservoir est débarrassé des substances organiques, mais la teneur en oxygène y diminue rapidement. Lorsqu’il est complètement épuisé, les organismes anaérobies commencent à se multiplier, tandis que tous les organismes aérobies meurent. Dans ce cas, l'auto-épuration s'arrête, la décomposition des substances organiques commence, ce qui est associé à la formation de substances toxiques (ammoniac, méthane et sulfure d'hydrogène). Ainsi, le réservoir devient « mort ».

Pour lutter contre la pollution de l’environnement mondial, il est nécessaire de minimiser l’utilisation de pesticides toxiques. Une production avec peu de déchets, et idéalement sans déchets, sera également efficace.

L’établissement de la production réduira la récurrence des rejets non autorisés de substances nocives.

Une surveillance détaillée de la situation à tous les niveaux est nécessaire : il existe des normes d'émission qui ne doivent jamais être dépassées.

Mais le plus important : un changement doit se produire dans la conscience d'une personne, qui doit apprendre à prendre soin de tout, dont la pureté est la garantie de sa propre vie.

Émissions et impacts technogéniques

Dans le chapitre précédent, deux grandes catégories d'impacts anthropiques ont été considérées : a) les changements dans les paysages et l'intégrité des complexes naturels et b) la disparition des ressources naturelles. Ce chapitre est consacré à la pollution technogénique de l'écosphère et de l'environnement humain. La pollution technogénique de l’environnement est la relation causale négative la plus évidente et la plus rapide dans le système de l’écosphère : « économie, production, technologie, environnement ». Il détermine une partie importante de l'intensité environnementale de la technosphère et conduit à la dégradation des systèmes écologiques, à des changements climatiques et géochimiques mondiaux et à des dommages causés aux personnes. Les principaux efforts de l'écologie appliquée visent à prévenir la pollution de la nature et de l'environnement humain.

Riz. 6.1. Classification de la pollution environnementale d'origine humaine

Classification des impacts technogènes, causées par la pollution de l’environnement comprend les principales catégories suivantes :

1. Caractéristiques matérielles et énergétiques influences : facteurs et agents mécaniques, physiques (thermiques, électromagnétiques, rayonnements, acoustiques), chimiques, biologiques et leurs diverses combinaisons (Fig. 6.1). Dans la plupart des cas, ces agents sont émissions(c'est-à-dire les émissions - émissions, puits, rayonnements, etc.) provenant de diverses sources techniques.



2. Caractéristiques quantitatives impact : force et degré de dangerosité (intensité des facteurs et des effets, masse, concentration, caractéristiques de type « dose-effet », toxicité, admissible selon les normes environnementales et sanitaires) ; échelles spatiales, prévalence (locale, régionale, mondiale).

3. Paramètres temporels et différences d'effets selon la nature des effets :à court et à long terme, persistants et instables, directs et indirects, ayant des effets traces prononcés ou cachés, réversibles et irréversibles, réels et potentiels ; effets de seuil.

4. Catégories d'objets d'impact : divers récepteurs vivants (c'est-à-dire capables de percevoir et de réagir) - personnes, animaux, plantes ; composantes environnementales (environnement des agglomérations et des locaux, paysages naturels, surface de la Terre, sol, masses d'eau, atmosphère, espace proche de la Terre) ; produits et structures.

Au sein de chacune de ces catégories, un certain classement de l'importance environnementale des facteurs, caractéristiques et objets est possible. En général, en termes de nature et d’ampleur des impacts actuels, les plus importants pollution chimique, et la plus grande menace potentielle vient de radiation. Quant aux objets d’influence, la personne est bien entendu en premier lieu. Récemment, un danger particulier a été posé non seulement par l'augmentation de la pollution, mais aussi par son impact global, qui dépasse souvent l'effet final d'une simple somme des conséquences.

D'un point de vue environnemental, tous les produits de la technosphère qui ne participent pas au cycle biotique sont des polluants. Même ceux qui sont chimiquement inertes, puisqu’ils prennent de la place et deviennent le lest des écotopes. Les produits industriels deviennent également des polluants au fil du temps, représentant des « déchets déposés ». Au sens plus étroit, les polluants matériels - polluants(du latin pollutio - salissure) - considère les déchets et produits pouvant avoir un impact négatif plus ou moins spécifique sur la qualité de l'environnement ou affecter directement les destinataires. Selon le milieu - air, eau ou terre - qui est pollué par certaines substances, celles-ci sont distinguées en conséquence aéropolluants, hydropolluants et terrapolluants.

La pollution de l’environnement fait référence à des violations environnementales non intentionnelles, bien qu’évidentes et facilement reconnaissables. Ils apparaissent au premier plan non seulement parce que bon nombre d’entre eux sont importants, mais aussi parce qu’ils sont difficiles à contrôler et sont lourds d’effets imprévus. Certains d'entre eux, par exemple les émissions de CO 2 d'origine humaine ou la pollution thermique, sont fondamentalement inévitables tant qu'il existe de l'énergie combustible.

Quantifier la pollution mondiale. L’ampleur des déchets dans le bilan matière anthropique mondial a été décrite dans le chapitre précédent. Rappelons que la masse totale des déchets de l'humanité moderne et des produits de la technosphère est de près de 160 Gt/an, dont environ 10 Gt forment une masse de produits, soit "départ retardé".

Ainsi, En moyenne, un habitant de la planète représente environ 26 tonnes de toutes les émissions anthropiques par an. 150 Gt de déchets se répartissent approximativement comme suit : 45 Gt (30 %) sont rejetées dans l'atmosphère, 15 Gt (10 %) sont rejetées dans les plans d'eau, 90 Gt (60 %) finissent à la surface de la terre.

Ces volumes d’émissions sont si importants que même de petites concentrations d’impuretés toxiques peuvent représenter une quantité énorme. Selon diverses estimations d'experts, la masse totale de polluants technogènes classés en différentes classes de danger varie de 1J5 à 1/8 Gt par an. ceux. environ 250 à 300 kg pour chaque habitant de la Terre. C'est ce que c'est note minimale pollution chimique mondiale.

Chimisation de la technosphère a maintenant atteint une telle ampleur qu'elle affecte de manière significative l'apparence géochimique de l'ensemble de l'écosphère. La masse totale des produits fabriqués et des déchets chimiquement actifs de l’ensemble de l’industrie chimique mondiale (y compris la production associée) dépassait 1,5 Gt/an. La quasi-totalité de cette quantité peut être attribuée aux polluants. Mais il ne s’agit pas seulement de la masse totale, mais aussi du nombre, de la variété et de la toxicité des nombreuses substances produites. La nomenclature chimique mondiale comprend plus de 10 7 composés chimiques ; Chaque année, leur nombre augmente de plusieurs milliers. Plus de 100 000 substances sont produites et proposées sur le marché en quantités notables ; environ 5 000 substances sont produites à grande échelle. Cependant, la grande majorité des substances produites et utilisées ne sont pas évaluées en termes de toxicité et de dangers pour l’environnement.

Sources d'émissions technogènes sont divisés en organisés et non organisés, stationnaires et mobiles. Organisé les sources sont équipées de dispositifs spéciaux d'évacuation directionnelle des émissions (tuyaux, puits de ventilation, canaux d'évacuation et gouttières, etc.) ;

émissions de non organisé les sources sont arbitraires. Les sources diffèrent également par leurs caractéristiques géométriques (ponctuelles, linéaires, surfaciques) et par leur mode de fonctionnement - continu, périodique, rafale.

Processus et technologies. Les sources de la majeure partie de la pollution chimique et thermique sont processus thermochimiques en énergie - combustion de carburant et les processus et fuites thermiques et chimiques associés. Les principales réactions qui déterminent l'émission de dioxyde de carbone, de vapeur d'eau et de chaleur (Q) :

Charbon : C + O 2 ¾® CO 2 et

Hydrocarbures : C n H m + (n + 0,25 m) O 2 ¾® nCO 2 + (0,5 m) H 2 O,

où Q = 102,2 (n + 0,25 m) + 44,4 (0,5 m) kJ/mol.

Les réactions associées qui déterminent l'émission d'autres polluants sont associées à la teneur en diverses impuretés du carburant, à l'oxydation thermique de l'azote de l'air et à réactions secondaires déjà présents dans l’environnement. Toutes ces réactions accompagnent le fonctionnement des centrales thermiques, des fours industriels, des moteurs à combustion interne, des turbines à gaz et des moteurs à réaction, les procédés métallurgiques et le grillage des matières premières minérales. La plus grande contribution à la pollution de l'environnement liée à l'énergie est apportée par la technologie thermique et les transports.


Riz. 6.2. Impact de la centrale thermique sur l'environnement

1 - chaudière ; 2 - tuyau; 3 - tuyau de vapeur ; 4 - générateur électrique ;

5 - sous-station électrique ; 6 - condensateur; 7 - prise d'eau pour refroidir le condenseur ; 8 - alimentation en eau de la chaudière ; 9 - ligne de transport d'électricité ;

10 - les consommateurs d'électricité ; 11 - étang

Le tableau général de l'impact d'une centrale thermique (TPP) sur l'environnement est présenté dans la Fig. 6.2. Lorsque le combustible est brûlé, toute sa masse se transforme en déchets solides, liquides et gazeux. Les données sur les émissions des principaux polluants atmosphériques lors du fonctionnement des centrales thermiques sont présentées dans le tableau. 6.1.

Tableau 6.1

Émissions spécifiques dans l'atmosphère lors du fonctionnement de centrales thermiques d'une capacité de 1000 MW avec différents types de combustibles, g/kW * heure

La plage de valeurs dépend de la qualité du combustible et du type d'unités de combustion. Une centrale électrique au charbon de 1 000 MW, soumise à la neutralisation de 80 % du dioxyde de soufre, émet chaque année dans l'atmosphère 36 milliards de m3 de gaz résiduaires, 5 000 tonnes de SO2, 10 000 tonnes de NO x 3 000 tonnes de poussières et de particules de fumée, 100 millions de m3 de vapeur, 360 mille tonnes de cendres et 5 millions de m3 d'eaux usées contenant des impuretés de 0,2 à 2 g/l. En moyenne, environ 150 kg de polluants sont émis par tonne de combustible standard dans l'industrie de l'énergie thermique à base de combustible. Au total, les sources fixes de chaleur et d'électricité dans le monde émettent chaque année environ 700 millions de tonnes de polluants de diverses classes de danger, dont environ 400 millions de tonnes de polluants atmosphériques.

Nombre moteurs à combustion interne(ICE) dans le monde a dépassé le milliard. Environ 670 millions d’entre eux sont des moteurs de voitures. Le montant restant concerne d'autres types de transports, des machines agricoles, du matériel militaire, des petits véhicules automobiles et des moteurs à combustion interne stationnaires. Plus de 80 % du parc automobile est constitué de voitures particulières. Sur les 3,3 milliards de tonnes de pétrole actuellement produites dans le monde, près de 1,5 milliard de tonnes (45 %) sont utilisées par tous les types de transports, dont 1,2 milliard de tonnes par les voitures particulières.

Considérons le métabolisme d'une voiture de tourisme « moyenne » équipée d'un moteur à carburateur avec une consommation de carburant en mode de conduite mixte de 8 litres (6 kg) aux 100 km. Avec un fonctionnement optimal du moteur, la combustion de 1 kg d'essence s'accompagne de la consommation de 13,5 kg d'air et de l'émission de 14,5 kg de déchets. Leur composition est reflétée dans le tableau. 6.2. Les émissions correspondantes d'un moteur diesel sont légèrement inférieures. En général, jusqu'à 200 substances individuelles sont enregistrées dans les gaz d'échappement d'une voiture moderne. La masse totale de polluants - en moyenne environ 270 g pour 1 kg d'essence brûlée - donne, par rapport au volume total de carburant consommé par les voitures particulières dans le monde, environ 340 millions de tonnes. Un calcul similaire pour l'ensemble du transport routier (plus). camions, bus) augmenteront ce chiffre d'au moins jusqu'à 400 millions de tonnes. Il convient également de garder à l'esprit que dans la pratique réelle de l'exploitation des véhicules, les déversements et les fuites de carburant et d'huiles, la formation de poussières de métal, de caoutchouc et d'asphalte, et les aérosols nocifs sont très importants.

Tableau 6.2

Composition des gaz d'échappement des véhicules, % en volume

Procédés métallurgiques sont basés sur la récupération des métaux à partir des minerais, où ils sont contenus principalement sous forme d'oxydes ou de sulfures, par des réactions thermiques et électrolytiques. Les réactions sommaires (simplifiées) les plus typiques :

(fer) Fe 2 O 3 + 3C + O 2 . ¾®2Fe + CO + 2CO 2 ;

(cuivre) Cu 2 S + O 2 ¾® 2Cu + SO 2 ;

(aluminium, électrolyse) Al 2 O 3 + 2O ¾® 2A1 + CO + CO 2.

Chaîne technologique en métallurgie ferreuse comprend la production de pellets et d'agglomérats, le coke, les hauts fourneaux, la sidérurgie, le laminage, les ferroalliages, la fonderie et d'autres technologies auxiliaires. Tous les processus métallurgiques s'accompagnent d'une intense pollution environnementale (tableau 6.3). Lors de la production de coke, des hydrocarbures aromatiques, des phénols, de l'ammoniac, des cyanures et un certain nombre d'autres substances sont également libérés. La métallurgie des métaux ferreux consomme de grandes quantités d'eau. Bien que les besoins industriels soient satisfaits à 80 à 90 % grâce aux systèmes d'approvisionnement en eau recyclée, l'apport d'eau douce et le rejet d'eaux usées contaminées atteignent des volumes très importants, respectivement, environ 25 à 30 m 3 et 10 à 15 m 3 pour 1 tonne de plein. produits cyclistes. Des quantités importantes de substances en suspension, de sulfates, de chlorures et de composés de métaux lourds pénètrent dans les plans d'eau avec les eaux usées.

Tableau 6.3

Émissions de gaz (avant épuration) des principales étapes de la métallurgie ferreuse (sans production de coke), en kg/t de produit correspondant

* kg/m de surface métallique

Métallurgie des non ferreux, Malgré les flux de matières de production relativement plus faibles, elle n'est pas inférieure à la métallurgie ferreuse en termes de toxicité totale des émissions. Outre une grande quantité de déchets solides et liquides contenant des polluants aussi dangereux que le plomb, le mercure, le vanadium, le cuivre, le chrome, le cadmium, le thallium, etc., de nombreux polluants atmosphériques sont également libérés. Lors du traitement métallurgique des minerais et concentrés sulfurés, une grande masse de dioxyde de soufre se forme. Ainsi, environ 95 % de toutes les émissions de gaz nocifs de l'usine minière et métallurgique de Norilsk représentent du SO 2, et le degré de son utilisation ne dépasse pas 8 %.

Les technologies de l'industrie chimique avec toutes ses branches (chimie inorganique de base, chimie pétrochimique, chimie forestière, synthèse organique, chimie pharmacologique, industrie microbiologique, etc.) contiennent de nombreux cycles de matériaux essentiellement ouverts. Les principales sources d’émissions nocives sont les processus de production d’acides et d’alcalis inorganiques, de caoutchouc synthétique, d’engrais minéraux, de pesticides, de plastiques, de colorants, de solvants, de détergents et le craquage du pétrole. La liste des déchets solides, liquides et gazeux issus de l’industrie chimique est énorme tant par la masse de polluants que par leur toxicité. Le complexe chimique de la Fédération de Russie produit chaque année plus de 10 millions de tonnes de déchets industriels dangereux.

Les diverses technologies des industries manufacturières, principalement en construction mécanique, comprennent un grand nombre de procédés thermiques, chimiques et mécaniques différents (fonderie, forgeage, usinage, soudage et découpage des métaux, assemblage, galvanisation, traitement des peintures et vernis, etc.). Ils produisent un grand volume d’émissions nocives qui polluent l’environnement. Une contribution significative à la pollution globale de l'environnement est également apportée par divers processus accompagnant l'extraction et l'enrichissement des matières premières minérales et la construction. La contribution de divers secteurs industriels à la pollution de l'environnement est illustrée à la Fig. 6.3.

L'agriculture et la vie quotidienne des personnes avec leurs propres déchets - résidus et déchets de plantes, d'animaux et d'hommes - ne sont en principe pas des sources de pollution environnementale, puisque ces produits peuvent être inclus dans le cycle biotique. Mais, premièrement, les technologies agricoles modernes et les services municipaux se caractérisent par un rejet concentré de la plupart des déchets, ce qui entraîne des excès locaux importants des concentrations admissibles de matière organique et des phénomènes tels que l'eutrophisation et la contamination des plans d'eau. Deuxièmement, et plus sérieusement encore, l'agriculture et la vie quotidienne des hommes sont des intermédiaires et des acteurs de la dispersion et de la distribution d'une part importante de la pollution industrielle sous forme de flux d'émissions distribués, de résidus de produits pétroliers, d'engrais, de pesticides et de produits divers usés, de déchets. - du papier toilette aux fermes et villes abandonnées.

Entre tous les environnements, il y a un échange constant d'une partie des polluants : une grande partie des impuretés d'aérosols, de gaz, de fumée et de poussière de l'atmosphère tombe à la surface de la terre et dans les plans d'eau, une partie des déchets solides de la surface de la terre. est entraîné dans les plans d’eau ou dispersé par les courants d’air. La pollution de l'environnement affecte les humains directement ou via un lien biologique (Fig. 6.4). Dans les flux technogènes de polluants, la place clé est occupée par les milieux transporteurs - l'air et l'eau.

Riz. 6.3. Contribution relative des secteurs industriels de la Fédération de Russie à la pollution de l'environnement, % (1996)

A - émissions de polluants dans l'atmosphère ;

B - rejets d'eaux usées contaminées

Riz. 6.4. Schéma des effets de la pollution de l'environnement

La pollution de l'air

Composition, quantité et danger des polluants atmosphériques. Sur les 52 Gt d'émissions anthropiques mondiales dans l'atmosphère, plus de 90 % proviennent du dioxyde de carbone et de la vapeur d'eau, qui ne sont généralement pas classés comme polluants (le rôle particulier des émissions de CO 2 est discuté ci-dessous). Les émissions atmosphériques d’origine humaine se comptent par dizaines de milliers de substances individuelles. Cependant, les polluants les plus courants et de « fort tonnage » sont relativement peu nombreux. Il s'agit de diverses particules solides (poussière, fumée, suie), de monoxyde de carbone (CO), de dioxyde de soufre (SO 2), d'oxydes d'azote (NO et NO 2), de divers hydrocarbures volatils (CH x), de composés du phosphore, de sulfure d'hydrogène (H 2 S ), ammoniac (NH 3), chlore (C1), fluorure d'hydrogène (HF). Les quantités des cinq premiers groupes de substances de cette liste, mesurées en dizaines de millions de tonnes et émises dans l'air dans le monde et en Russie, sont présentées dans le tableau. 6.4. Avec d'autres substances non répertoriées dans le tableau, la masse totale des émissions provenant de toutes les sources organisées, dont les émissions peuvent être mesurées, est d'environ 800 millions de tonnes. Ces quantités n'incluent pas la pollution atmosphérique due à l'érosion éolienne, aux incendies de forêt et aux éruptions volcaniques. . Cela n'inclut pas non plus la partie des substances nocives qui sont capturées à l'aide de divers moyens de purification des gaz d'échappement.

La plus grande pollution atmosphérique se limite aux régions industrielles. Environ 90 % des émissions proviennent de 10 % de la superficie terrestre et sont concentrées principalement en Amérique du Nord, en Europe et en Asie de l’Est. Le bassin atmosphérique des grandes villes industrielles est particulièrement fortement pollué, où les flux de chaleur et de polluants atmosphériques d'origine humaine, notamment dans des conditions météorologiques défavorables (pression atmosphérique élevée et inversions thermiques), créent souvent des dômes de poussière et des phénomènes syllabe - mélanges toxiques de brouillard, de fumée, d'hydrocarbures et d'oxydes nocifs. De telles situations s'accompagnent de forts dépassements des concentrations maximales admissibles de nombreux polluants atmosphériques.

Tableau 6.4

Émissions atmosphériques des cinq principaux polluants dans le monde et en Russie (millions de tonnes)

Selon les données comptables de l'État, les émissions totales de polluants sur le territoire de la Fédération de Russie pour 1991-1996. a diminué de 36,3%, conséquence d'une baisse de la production. Mais le taux de baisse des émissions est inférieur au taux de baisse de la production, et par unité de PNB, les émissions dans l'atmosphère restent au même niveau.

Plus de 200 villes russes, avec une population de 65 millions d'habitants, connaissent des dépassements constants des concentrations maximales admissibles de substances toxiques. Les habitants de 70 villes rencontrent systématiquement des dépassements de MPC de 10 fois ou plus. Parmi elles figurent des villes telles que Moscou, Saint-Pétersbourg, Samara, Ekaterinbourg, Chelyabinsk, Novossibirsk, Omsk, Kemerovo et Khabarovsk. Dans les villes répertoriées, la principale contribution au volume total des émissions de substances nocives provient du transport automobile, par exemple à Moscou, elle est de 88 %, à Saint-Pétersbourg de 71 %. La région économique de l'Oural est leader en termes d'émissions brutes de polluants dans l'atmosphère. Parallèlement à cela, la Russie dans son ensemble n'est pas le principal fournisseur d'émissions nocives dans l'atmosphère, car le flux de polluants atmosphériques par habitant et par unité de superficie du pays est nettement inférieur à celui des États-Unis et des pays d'Europe occidentale. Mais ils sont nettement plus élevés par unité de PNB. Cela indique une forte intensité de ressources de production, des technologies obsolètes et une utilisation insuffisante des moyens de traitement des émissions. Sur les 25 000 entreprises russes qui polluent l'atmosphère, seules 38 % sont équipées d'installations de traitement des poussières et des gaz, dont 20 % ne fonctionnent pas ou fonctionnent de manière inefficace. C'est l'une des raisons de l'augmentation des émissions de certains polluants mineurs mais toxiques - les hydrocarbures et les métaux lourds.

La Russie occupe une position géographique défavorable par rapport au transport transfrontalier d'aéropolluants. En raison de la prédominance des vents d'ouest, une part importante de la pollution atmosphérique sur le territoire européen de la Russie (RE) provient du transport aérogène en provenance des pays d'Europe occidentale et centrale et des pays voisins. Environ 50 % des composés soufrés et oxydes d'azote étrangers sont fournis à l'EPR par l'Ukraine, la Pologne, l'Allemagne et d'autres pays européens.

Pour évaluation intégrale de l'état du bassin atmosphérique L'indice de pollution totale de l'air est utilisé :

(6.1)

où q i est la concentration moyenne annuelle de substance i-ro dans l'air ;

A i est le coefficient de danger i-ro d'une substance, l'inverse de la concentration maximale admissible de cette substance : A i = 1/concentration maximale i ;

C i est un coefficient dépendant de la classe de danger de la substance : C i vaut 1,5 ; 1.3 ; 1,0 et 0,85, respectivement, pour les classes de danger 1, 2, 3 et 4 (de brèves informations sur les concentrations maximales admissibles et les classes de danger des principaux polluants atmosphériques sont données à l'annexe PZ).

I m est un indicateur simplifié et est généralement calculé pour t = 5 - les concentrations les plus importantes de substances qui déterminent la pollution totale de l'air. Ces cinq substances comprennent le plus souvent des substances telles que le benzopyrène, le formaldéhyde, le phénol, l'ammoniac, le dioxyde d'azote, le disulfure de carbone et la poussière. L'indice I m varie de fractions de un à 15-20 - niveaux de pollution extrêmement dangereux. En 1996, la liste des villes ayant le niveau de pollution atmosphérique le plus élevé (I m > 14) comprenait 44 villes de Russie.

L'atmosphère terrestre a la capacité de s'auto-purifier des polluants, grâce aux processus physico-chimiques et biologiques qui s'y déroulent. Cependant, la puissance des sources de pollution technogènes a tellement augmenté que dans la couche inférieure de la troposphère, parallèlement à une augmentation locale de la concentration de certains gaz et aérosols, des changements globaux se produisent. L'homme envahit le cycle des substances équilibrées par le biote, augmentant fortement les émissions de substances nocives dans l'atmosphère, mais n'assurant pas leur élimination. La concentration d'un certain nombre de substances anthropiques dans l'atmosphère (dioxyde de carbone, méthane, oxydes d'azote, etc.) augmente rapidement. Cela indique que Le potentiel d’assimilation du biote est proche de l’épuisement.

Oxydes technogènes de soufre et d'azote dans l'atmosphère. Des précipitations acides. Selon un certain nombre d'indicateurs, principalement en termes de masse et de prévalence des effets nocifs, le polluant atmosphérique numéro un est considéré le dioxyde de soufre. Il est formé par l'oxydation du soufre contenu dans les combustibles ou dans les minerais sulfurés. En raison de l’augmentation de la puissance des procédés à haute température, de la conversion de nombreuses centrales thermiques au gaz et de la croissance du parc automobile, les émissions augmentent. les oxydes d'azote, formé lors de l’oxydation de l’azote atmosphérique. L'entrée dans l'atmosphère de grandes quantités de SO 2 et d'oxydes d'azote entraîne une diminution notable du pH des précipitations atmosphériques. Cela se produit en raison de réactions secondaires dans l'atmosphère, conduisant à la formation d'acides forts - sulfurique et nitrique. Ces réactions impliquent l'oxygène et la vapeur d'eau, ainsi que des particules de poussières technogènes comme catalyseurs :

2SO 2 + O 2 + 2H 2 O ¾® 2H 2 SO 4 ;

4NO 2 + 2H 2 O + O 2 ¾®4HNO 3.

Un certain nombre de produits intermédiaires issus de ces réactions apparaissent également dans l’atmosphère. La dissolution des acides dans l'humidité atmosphérique entraîne des précipitations "pluie acide". Le pH des précipitations diminue dans certains cas de 2 à 2,5 unités, c'est-à-dire au lieu des 5,6 - 5,7 normaux à 3,2 - 3,7. Il convient de rappeler que le pH est le logarithme négatif de la concentration en ions hydrogène, et donc l'eau avec un pH = 3,7 est cent fois plus « acide » que l'eau avec un pH = 5,7. Dans les zones industrielles et dans les zones de transport atmosphérique d'oxydes de soufre et d'azote, le pH de l'eau de pluie varie de 3 à 5. Les précipitations acides sont particulièrement dangereuses dans les zones aux sols acides et au faible pouvoir tampon des eaux naturelles. En Amérique et en Eurasie, ce sont de vastes territoires au nord de 55° de latitude nord. L'acide technogénique, en plus de son effet négatif direct sur les plantes, les animaux et la microflore, augmente la mobilité et le lessivage des cations du sol, déplace le dioxyde de carbone des carbonates du sol et de la matière organique et acidifie l'eau des rivières et des lacs. Cela conduit à des changements défavorables dans les écosystèmes aquatiques. Les complexes naturels du sud du Canada et du nord de l’Europe subissent depuis longtemps les effets des précipitations acides.

Sur de vastes superficies, les forêts de conifères se dégradent et la faune des plans d'eau s'appauvrit. Dans les années 70, le saumon et la truite ont commencé à mourir dans les rivières et les lacs d'Écosse et de Scandinavie. Des phénomènes similaires se produisent en Russie, notamment dans le nord-ouest, dans l'Oural et dans la région de Norilsk, où de vastes zones de taïga et de toundra forestière sont devenues presque sans vie à cause des émissions de soufre de l'usine de Norilsk.

Destruction de la couche d'ozone. Dans les années 1970, des rapports faisaient état d’un déclin régional de l’ozone stratosphérique. Les pulsations saisonnières le trou dans la couche d'ozone sur l'Antarctique d'une superficie de plus de 10 millions de km 2, où la teneur en O 2 a diminué de près de 50 % au cours des années 80. Plus tard, des « trous d'ozone errants », bien que de plus petite taille et avec une diminution moins significative, ont commencé à être observés en hiver dans l'hémisphère nord, dans les zones d'anticyclones persistants - sur le Groenland, le nord du Canada et la Yakoutie. Le taux moyen de déclin mondial pour la période de 1980 à 1995 est estimé entre 0,5 et 0,7 % par an.

L’affaiblissement du bouclier d’ozone étant extrêmement dangereux pour l’ensemble du biote terrestre et pour la santé humaine, ces données ont retenu l’attention des scientifiques puis de l’ensemble de la société. Un certain nombre d’hypothèses ont été avancées sur les causes de l’appauvrissement de la couche d’ozone. La plupart des experts sont enclins à croire que origine technogénique des trous dans la couche d'ozone. L'idée la plus étayée est que la raison principale est l'entrée dans les couches supérieures de l'atmosphère de chlore et de fluor technogènes, ainsi que d'autres atomes et radicaux qui peuvent ajouter extrêmement activement de l'oxygène atomique, rivalisant ainsi avec la réaction.

O + O 2 ¾® O 3 .

Riz. 6.5. Production mondiale de chlorofluorocarbures

L'introduction d'halogènes actifs dans la haute atmosphère est médiée par des substances volatiles chlorofluorocarbures(CFC) tels que les fréons (fluorochlorures mixtes de méthane et d'éthane, par exemple fréon-12 - dichlorodifluorométhane, CF 2 CI 2), qui, étant inertes et non toxiques dans des conditions normales, se désintègrent sous l'influence des ultraviolets à ondes courtes rayons dans la stratosphère. Une fois libéré, chaque atome de chlore est capable de détruire ou d'empêcher la formation de nombreuses molécules d'ozone. Les chlorofluorocarbures possèdent un certain nombre de propriétés utiles qui ont conduit à leur utilisation généralisée dans les unités de réfrigération, les climatiseurs, les bombes aérosols, les extincteurs, etc. Depuis 1950, la production mondiale

Riz. 6.6. Données sur le réchauffement climatique :

A - écarts par rapport à la température moyenne de l'air en surface au 20e siècle et prévisions,

B - tendance mondiale de la température moyenne dans la seconde moitié du siècle

Les CFC ont augmenté chaque année de 7 à 10 % (Fig. 6.5) et s'élevaient dans les années 80 à environ 1 million de tonnes. Par la suite, des accords internationaux ont été adoptés, obligeant les pays participants à réduire l'utilisation de CFC. Les États-Unis ont interdit l’utilisation d’aérosols CFC dès 1978. Mais l’expansion d’autres utilisations des CFC a de nouveau entraîné une augmentation de la production mondiale. La transition de l'industrie vers de nouvelles technologies permettant de préserver la couche d'ozone est associée à des coûts financiers importants. Au cours des dernières décennies, d'autres moyens purement techniques d'introduire des destructeurs actifs d'ozone dans la stratosphère ont vu le jour : explosions nucléaires dans l'atmosphère, émissions d'avions supersoniques, lancements de fusées et d'engins spatiaux réutilisables. Il est possible, cependant, qu'une partie de l'affaiblissement observé de l'écran d'ozone terrestre soit associée non pas à des émissions d'origine humaine, mais à des fluctuations séculaires des propriétés aérochimiques de l'atmosphère et à des changements climatiques indépendants.

Effet de serre et changement climatique. La pollution atmosphérique technogénique est dans une certaine mesure liée au changement climatique. Nous parlons non seulement de la dépendance assez évidente du mésoclimat des centres industriels et de leurs environs à la pollution atmosphérique thermique, poussiéreuse et chimique, mais aussi du climat mondial.

Depuis la fin du 19ème siècle. jusqu'à présent, la température moyenne de l'atmosphère a eu tendance à augmenter (Fig. 6.6) ; au cours des 50 dernières années, elle a augmenté d’environ 0,7°C. Ce n’est en aucun cas minime, si l’on considère que l’augmentation brute de l’énergie interne de l’atmosphère est très importante – environ 3 000 EJ. Elle n'est pas associée à une augmentation de la constante solaire et dépend uniquement des propriétés de l'atmosphère elle-même. Le facteur principal est une diminution de la transparence spectrale de l'atmosphère pour le rayonnement arrière à ondes longues de la surface de la Terre, c'est-à-dire gagner Effet de serre. L'effet de serre est créé par une augmentation de la concentration d'un certain nombre de gaz - CO 2, CO, CH 4, NO x, CFC, etc., appelés gaz à effet de serre. Selon les données compilées récemment par le Groupe d'experts international sur l'évolution du climat (GIEC), il existe une corrélation positive assez élevée entre la concentration de gaz à effet de serre et les écarts de la température atmosphérique mondiale. Actuellement, une part importante des émissions de gaz à effet de serre est d’origine technogène. La dynamique de leurs concentrations moyennes au cours des 200 dernières années est représentée sur la Fig. 6.7.

Les tendances le réchauffement climatique on y accorde une très grande importance. La question de savoir si cela se produira ou non n’en vaut plus la peine. Selon les experts du Service météorologique mondial, au niveau actuel des émissions de gaz à effet de serre, la température mondiale moyenne au cours du prochain siècle augmentera au rythme de 0,25°C tous les 10 ans. Sa croissance d'ici la fin du 21ème siècle, selon différents scénarios (en fonction de l'adoption de certaines mesures) pourra aller de 1,5 à 4°C. Aux latitudes septentrionales et moyennes, le réchauffement aura un impact plus fort qu’à l’équateur. Il semblerait qu’une telle augmentation de température ne devrait pas susciter beaucoup d’inquiétude. De plus, un éventuel réchauffement dans les pays au climat froid, comme la Russie, semble presque souhaitable. En fait, les conséquences du changement climatique peuvent être catastrophiques. Le réchauffement climatique va entraîner une redistribution importante des précipitations sur la planète. Le niveau de l'océan mondial, dû à la fonte des glaces, pourrait augmenter de 30 à 40 cm d'ici 2050 et d'ici la fin du siècle de 60 à 100 cm, ce qui créerait une menace d'inondation de vastes zones côtières.

Riz. 6.7. Evolution des concentrations de gaz à effet de serre depuis le début de la révolution industrielle jusqu'à nos jours

CFC-11 - fréons, chlorofluorocarbures

Pour le territoire de la Russie, la tendance générale du changement climatique se caractérise par un léger réchauffement de la température annuelle moyenne de l'air de 1891 à 1994. augmenté de 0,56°C. Au cours de la période d'observation instrumentale, les 15 dernières années ont été les plus chaudes, et l'année la plus chaude a été 1999. Au cours des trois dernières décennies, une tendance à la diminution des précipitations a également été perceptible. L’une des conséquences alarmantes du changement climatique pour la Russie pourrait être la destruction des sols gelés. Une augmentation de 2 à 3° de la température dans la zone du pergélisol entraînera une modification des propriétés portantes des sols, ce qui mettra en danger diverses structures et communications. De plus, les réserves de CO 2 et de méthane contenues dans le pergélisol provenant des sols dégelés commenceront à pénétrer dans l'atmosphère, exacerbant l'effet de serre.

Parallèlement à ces prévisions, certains doutes subsistent quant à la cause entièrement technogénique du changement climatique. Ils reposent en partie sur le fait que les changements de température mondiale au cours de l’ère industrielle se situent encore dans la fourchette des fluctuations naturelles de température séculaires du passé, tandis que les émissions de gaz à effet de serre ont largement dépassé les changements naturels.



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