litceysel.ru
добавить свой файл
1 2 ... 4 5


diplomrus.ru - Заказ индивидуальных авторских работ, от контрольной до диссертации



. Содержание


Введение …………………………………………………………………………………

Раздел 1. Концентрация тяжелых металлов в атмосферных осадках, как предмет

исследования ……………………………………………………………………………

1.1. Понятие «тяжелые металлы» ……………………………………………

1.2. Формы нахождения тяжелых металлов в атмосфере ………………….

1.3. Источники и концентрации тяжелых металлов ………………………..

1.4. Методика сбора проб осадков …………………………………………...

1.5. Методы измерения тяжелых металлов …………………………………

1.5.1. Ультрамикроскопические и оптические методы измерения …………

1.6. Обобщенные данные о содержании тяжелых металлов в атмосфере и

осадках фоновых районах мира …………………………………………

1.7. Изученность поступление тяжелых металлов с атмосферными осадками в

Черноморском регионе и регионе Севастополя…………………………

Раздел 2. Метеорологические факторы, влияющие на формирование концентраций

примесей в осадках. ……………………………………………………………………

2.1. Метеорологические условия, влияющие на загрязнение осадков………

2.2. Теоретические аспекты вымывания примеси осадками из атмосферы…

Раздел 3. Полученные результаты и их анализ………………………………………….

3.1. Методика пробоотбора и измерения концентраций тяжелых металлов

в атмосферных осадках гор. Севастополя, примененная в МО УкрНИМИ………….

3.2. Анализ уровней концентраций тяжелых металлов (свинца, кадмия,

меди, хрома) в осадках, их временной изменчивости ………………………

Раздел 4. Охрана труда ………………………………………………………………….

Раздел 5. Гражданская оборона …………………………………………………………

Раздел 6. Экономическая часть …………………………………………………………



Выводы …………………………………………………………………………………


Библиография …………………………………………………………………………..


Введение


Актуальность темы
связана с тем, что тяжёлые металлы уже сейчас занимают второе место по степени опасности, уступая пестицидам и значительно опережая такие широко известные загрязнители, как двуокись углерода и серы, в прогнозе же они должны стать самыми опасными, более опасными, чем отходы АЭС и твердые отходы. Загрязнение тяжёлыми металлами связано с их широким использованием в промышленном производстве вкупе со слабыми системами очистки, в результате чего тяжёлые металлы попадают в окружающую среду, в том числе и в водную среду, загрязняя и отравляя её.

Тяжёлые металлы относятся к приоритетным загрязняющим веществам, наблюдения за которыми обязательны во всех средах. В различных научных и прикладных работах авторы по-разному трактуют значение понятия "тяжёлые металлы". В некоторых случаях под определение тяжелых металлов попадают элементы, относящиеся к хрупким (например, висмут) или металлоидам (например, мышьяк).

Вода является основной средой, в которую попадают тяжёлые металлы, в том числе из атмосферы и почвы. Она же служит источником вторичного загрязнения приземного воздуха и почвы, попадающих в Мировой океан. Из воды тяжёлые металлы усваиваются растениями, которые затем попадают в пищу более высокоорганизованным животным.

Для снижения концентрации тяжелых металлов в природных средах необходимо предпринимать еще более энергичные меры на национальном и международном уровнях. Для этого необходимо разработка и внедрение в широких масштабах безотходных технологических процессов.

Перспективным является более широкое использование энергии солнца, ветра, а также геотермальной энергии. Только объединенные усилия ученых и специалистов всех стран и одновременное внедрение эффективных методов борьбы с выбросами в различных странах помогут решить эту одну из сложнейших проблем ХХI века.


Цель работы – обобщить и проанализировать данные концентраций тяжелых металлов в атмосферных осадках г. Севастополя на основе анализа проб атмосферных осадков, проведенного в Морском отделении Украинского научно-исследовательского гидрометеорологического института (МО УкрНИГМИ) в течении 1998-2005 гг. Сравнить уровень загрязнения осадков в Севастополе с другими регионами мира и оценить поступление тяжелых металлов с осадками на поверхность Севастопольской бухты. Задачами работы является знакомство с проблемами загрязнения территорий атмосферными осадками, особенностями формирования этого загрязнения и оценка уровней загрязнения Севастопольского региона.

Раздел 1.

Концентрация тяжелых металлов в атмосферных осадках, как предмет исследования


1.1. Понятие "тяжелые металлы".

Тяжелые металлы относятся к приоритетным загрязняющим веществам, наблюдения за которыми обязательны во всех средах.

Термин тяжелые металлы, характеризующий широкую группу загрязняющих веществ, получил в последнее время значительное распространение. В различных научных и прикладных работах авторы по-разному трактуют значение этого понятия. В связи с этим количество элементов, относимых к группе тяжелых металлов, изменяется в широких пределах. В качестве критериев принадлежности используются многочисленные характеристики: атомная масса, плотность, токсичность, распространенность в природной среде, степень вовлеченности в природные и техногенные циклы. В некоторых случаях под определение тяжелых металлов попадают элементы, относящиеся к хрупким (например, висмут) или металлоидам (например, мышьяк).

В работах, посвященных проблемам загрязнения окружающей природной среды и экологического мониторинга, на сегодняшний день к тяжелым металлам относят более 40 металлов периодической системы Д.И. Менделеева с атомной массой свыше 50 атомных единиц: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni,
Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi и др. При этом немаловажную роль в категорировании тяжелых металлов играют следующие условия: их высокая токсичность для живых организмов в относительно низких концентрациях, а также способность к биоаккумуляции и биомагнификации. Практически все металлы, попадающие под это определение (за исключением свинца, ртути, кадмия и висмута, биологическая роль, которых на настоящий момент не ясна), активно участвуют в биологических процессах, входят в состав многих ферментов. По классификации Н.Реймерса, тяжелыми следует считать металлы с плотностью более 8 г/см3. Таким образом, к тяжелым металлам относятся Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg.


Формально определению тяжелые металлы соответствует большое количество элементов. Однако, по мнению исследователей, занятых практической деятельностью, связанной с организацией наблюдений за состоянием и загрязнением окружающей среды, соединения этих элементов далеко не равнозначны как загрязняющие вещества. Поэтому во многих работах происходит сужение рамок группы тяжелых металлов, в соответствии с критериями приоритетности, обусловленными направлением и спецификой работ. Так, в ставших уже классическими работах Ю.А. Израэля в перечне химических веществ, подлежащих определению в природных средах на фоновых станциях в биосферных заповедниках, в разделе тяжелые металлы поименованы Pb, Hg, Cd, As. С другой стороны, согласно решению Целевой группы по выбросам тяжелых металлов, работающей под эгидой Европейской Экономической Комиссии ООН и занимающейся сбором и анализом информации о выбросах загрязняющих веществ в европейских странах, только Zn, As, Se и Sb были отнесены к тяжелым металлам. По определению Н. Реймерса отдельно от тяжелых металлов стоят благородные и редкие металлы, соответственно, остаются только Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg. В прикладных работах к числу тяжелых металлов чаще всего добавляют Pt, Ag, W, Fe, Au, Mn.


Для получения полной версии работы перейдите по ссылке.

Прежде всего, представляют интерес те металлы, которые в наибольшей степени загрязняют атмосферу ввиду использования их в значительных объемах в производственной деятельности и в результате накопления во внешней среде представляют серьезную опасность с точки зрения их биологической активности и токсических свойств. К ним относят свинец, ртуть, кадмий, цинк, висмут, кобальт, никель, медь, олово, сурьму, ванадий, марганец, хром, молибден и мышьяк (см. табл. 1)


Таблица 1.1

Биогеохимические свойства тяжелых металлов

Свойство


.Cd.

.Co.

.Cu.

.Hg.

.Ni.

.Pb.

.Zn .

Биохимическая активность

В

В

В

В

В

В

В

Токсичность

В

У

У

В

У

В

У

Канцерогенность



В





В





Обогащение аэрозолей

В

Н

В

В

Н

В

В

Минеральная форма распространения

В

В

Н

В

Н

В

Н

Органическая форма распространения

В


В

В

В

В

В

В

Подвижность

В

Н

У

В

Н

В

У

Тенденция к биоконцентрированию

В

В

У

В

В

В

У

Эффективность накопления

В

У

В

В

У

В

В

Комплексообразующая способность

У

Н

В

У

Н

Н

В

Склонность к гидролизу

У

Н

В

У

У

У

В

Растворимость соединений

В

Н

В

В

Н


В

В

Время жизни

В

В

В

Н

В

Н

В


В - высокая, У-умеренная, Н - низкая

1.2. Формы нахождения тяжелых металлов в окружающей среде

Для получения полной версии работы перейдите по ссылке.

В стране необходимы срочные меры по снижению уровня тяжелых металлов в атмосфере, однако пока экономический кризис Украины, России и других стран затмевают экологические проблемы. В затянувшейся промышленной депрессии Украина испытывает недостаток средств для ликвидации прежних загрязнений, но если экономика начнет восстанавливаться, а заводы вернутся к работе, загрязнение может только усилиться (табл. 2).

Таблица 1.2

10 наиболее загрязненных городов бывшего СССР.

Металлы приведены в порядке убывания уровня приоритетности для данного города.

1. Рудная Пристань (Приморский край)

свинец, цинк, медь, марганец+ванадий, марганец.

2. Белово (Кемеровская область)

цинк, свинец, медь, никель.

3. Ревда (Свердловская область)

медь, цинк, свинец.

4. Магнитогорск

никель, цинк, свинец.

5. Глубокое (Белоруссия)


медь, свинец, цинк.

6. Усть-Каменогорск (Казахстан)

цинк, медь, никель.

7. Дальнегорск (Приморский край)

свинец, цинк.

8. Мончегорск (Мурманская область)

никель.

9. Алаверди (Армения)

медь, никель, свинец.

10. Константиновка (Украина, Донецкая обл)

свинец, ртуть.



Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий , цинк, медь, мышьяк) относятся к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Они широко применяются в различных промышленных производствах, поэтому, несмотря на очистные мероприятия, содержание соединения тяжелых металлов в промышленных сточных водах довольно высокое. Большие массы этих соединений поступают в океан через атмосферу. Для морских биоценозов наиболее опасны ртуть, свинец и кадмий. Ртуть переносится в океан с материковым стоком и через атмосферу. При выветривании осадочных и изверженных пород ежегодно выделяется 3,5 тыс.т. ртути. В составе атмосферной пыли содержится около 12 тыс.т. ртути, причем значительная часть - антропогенного происхождения. Около половины годового промышленного производства этого металла (910 тыс.т./год) различными путями попадает в океан. В районах, загрязняемых промышленными водами, концентрация ртути в растворе и взвесях сильно повышается. При этом некоторые бактерии переводят хлориды в высокотоксичную метилртуть.

Заражение морепродуктов неоднократно приводило к ртутному отравлению прибрежного населения. К 1977 году насчитывалось 2800 жертв болезни Миномата, причиной которой послужили отходы предприятий по производству хлорвинила и ацетальдегида, на которых в качестве катализатора использовалась хлористая ртуть. Недостаточно очищенные сточные воды предприятий поступали в залив Минамата. Свинец - типичный рассеянный элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: в горных породах, почвах, природных водах, атмосфере, живых организмах. Наконец, свинец активно рассеивается в окружающей среде в процессе хозяйственной деятельности человека. Это выбросы с промышленными и бытовыми стоками, с дымом и пылью промышленных предприятий, с выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания. Миграционный поток свинца с континента в океан идет не только с речными стоками, но и через атмосферу. С континентальной пылью океан получает 20-30 тыс. тонн свинца в год.


1.3. Источники и концентрация тяжелых металлов в природных водах.

Приоритет в области разработки предельно допустимых концентраций в воздухе принадлежит СССР. ПДК - такие концентрации, которые не оказывают на человека и его потомство прямого или косвенного воздействия, не ухудшают их работоспособности, самочувствия, а также санитарно-бытовых условий жизни людей. Обобщение всей информации по ПДК, получаемой всеми ведомствами, осуществляется в ГГО (Главной Геофизической Обсерватории). Чтобы по результатам наблюдений определить значения воздуха, измеренные значения концентраций сравнивают с максимальной разовой предельно допустимой концентрацией и определяют число случаев, когда были превышены ПДК, а также во сколько раз наибольшее значение было выше ПДК. Среднее значение концентрации за месяц или за год сравнивается с ПДК длительного действия - среднеустойчивой ПДК. Состояние загрязнение воздуха несколькими веществами, наблюдаемые в атмосфере города, оценивается с помощью комплексного показателя - индекса загрязнения атмосферы (ИЗА). Для этого нормированные на соответствующие значения ПДК и средние концентрации различных веществ с помощью несложных расчетов приводят к величине концентраций сернистого ангидрида, а затем суммируют.

Для получения полной версии работы перейдите по ссылке.

Фазовые равновесия зависят от химического состава вод, рН, Eh и в некоторой степени от температуры. В рутинном анализе во взвешенную форму выделяют частицы с размером более 0.45 мк. Она представляет собой преимущественно железосодержащие минералы, гидрат оксида железа и соединения железа, сорбированные на взвесях. Истинно растворенную и коллоидную форму обычно рассматривают совместно. Растворенное железо представлено соединениями, находящимися в ионной форме, в виде гидроксокомплекса и комплексов с растворенными неорганическими и органическими веществами природных вод. В ионной форме мигрирует главным образом Fe(II), а Fe(III) в отсутствие комплексообразующих веществне может в значительных количествах находиться в растворенном состоянии.


Железо обнаруживается в основном в водах с низкими значениями рН.

В результате химического и биохимического (при участии железобактерий) окисления Fe(II) переходит в Fe(III), который, гидролизуясь, выпадает в осадок в виде Fe(OH)3. Как для Fе(II), так и для Fe(III) характерна склонность к образованию гидроксокомплексов типа [Fe(OH)2]+, [Fe2(OH)2]4+, [Fe(OH)3]+, [Fe2(OH)3]3+, [Fe(OH)3]- и других, сосуществующих в растворе в разных концентрациях в зависимости от рН и в целом определяющих состояние системы железо-гидроксил. Основной формой нахождения Fe(III) в поверхностных водах являются комплексные соединения его с растворенными неорганическими и органическими соединениями, главным образом гумусовыми веществами. При рН = 8.0 основной формой является Fe(OH)3 .Коллоидная форма железа наименее изучена, она представляет собой гидрат оксида железа Fe(OH)3 и комплексы с органическими веществами.

Содержание железа в поверхностных водах суши составляет десятые доли миллиграмма, вблизи болот - единицы миллиграммов. Повышенное содержание железа наблюдается в болотных водах, в которых оно находится в виде комплексов с солями гуминовых кислот - гуматами. Наибольшие концентрации железа (до нескольких десятков и сотен миллиграммов в 1 дм3) наблюдаются в подземных водах с низкими значениями рН.

Являясь биологически активным элементом, железо в определенной степени влияет на интенсивность развития фитопланктона и качественный состав микрофлоры в водоеме.

Концентрация железа подвержена заметным сезонным колебаниям. Обычно в водоемах с высокой биологической продуктивностью в период летней и зимней стагнации заметно увеличение концентрации железа в придонных слоях воды. Осенне-весеннее перемешивание водных масс (гомотермия) сопровождается окислением Fe(II) в Fе(III) и выпадением последнего в виде Fe(OH)3.

Содержание железа в воде выше 1-2 мг Fe/л значительно ухудшает органолептические свойства, придавая ей неприятный вяжущий вкус, и делает воду малопригодной для использования в технических целях. ПДКв железа составляет 0.3 мг Fe/дм3 (лимитирующий показатель вредности — органолептический), ПДКвр для железа - 0.1 мг/дм3



следующая страница >>