Реферат: Экология
Колледж Комитент
Сервисное отделение
Реферат
На тему: Потребление и загрязнение поверхностных вод ирадиоактивное загрязнение
Выполнила: студентка группы ТО-212
Граханова А.В.
Проверил: Зыбалов В.С.
Челябинск 2004
План
1. Водопотреблениена Южном Урале
2. Загрязнениевод промышленными сбросами
3. Загрязнениеозёр области
4. Радиоактивноезагрязнение
Водопотреблениена Южном Урале
Сохранилось очень мало достоверныхсведений о состоянии наших рек, озёр в XVIII-XIX веках.Постоянных наблюдений за ними не велось, и лишь записки отдельных краеведов,путешественников дают нам представление о том, что представление собойповерхностные воды Южного Урала в прошлом.
Реки, судя по ними, были гораздо многоводнее. Сегодня достаточно многоводнымиможно считать лишь крупные реки западного склона Урала. Большинство рекбассейна Тобола и Урала, считающиеся средними по величине, зачастуюпредставляют собой небольшие ручейки, которые можно перейти вброд, особеннониже плотин. Они значительно измельчали.
Промышленное использование рек Южного Урала началось XVIII столетии всвязи с развитием здесь металлургии и горных промыслов. На реках началисоздавать пруды, регулируя таким образом часть их стока. Вода использоваласьдля привидения в действие различных заводских механизмов, для охлаждения.Первые заводские пруды появились в северной и западной частях области: на рекеУфе для Нязепетровского завода – в 1747 году, на реке Ай для Златоустовскогозавода – в 1754 году, на реке Сим – в 1759 году и другие. Небольшие прудыстроились для мельниц, которые были практически в каждом крупном селе. Их былисотни. Только в степной зоне области да 1924 года работало около 100 водяныхмельниц. Некоторые из них действовали до 50-х годов нашего столетия.
Одной из главных проблем водопользования на Южном Урале была и остаётсяпроблема регулирования стока рек. Экологически ненормируемая зарегулированностьстока приводит к гибели малых и даже средних рек, особенно в маловодные годы.
Зарегулированность влияет на водообмен. Известно, что в реках объём воды можетполностью обновиться в среднем за 15 — 20 суток. Вода средней, а тем болеекрупной реки, даже пройдя через такой промышленный центр, как Челябинск, можетсамоочиститься на расстоянии в несколько десятков километров при условиизначительного и незарегулированного стока. Плотины нарушают эту способность ксамоочищению или весьма удлиняют сроки самоочистки. Вот почему так важно,создавая вдвоём, учитывать экологические возможности той или иной реки,структуру возможности той или иной реки, структуру её водного баланса.Приходная часть этого баланса – осадки, выпадающие на площади бассейна.Расходная часть – поверхностный и подземный стоки, испарения.
В Челябинской области в середине 90-х годов насчитывалось 378 водохранилищ,построенных для нужд промышленности, сельского хозяйства и рыбоводства, из нихкрупных (ёмкостью более 10 млн. куб. м) – 19; средних (1-10 млн. куб. м) – 101;малых (0,5 – 1 млн. куб. м) – 51. Большая часть (207 водохранилищ) имеетёмкость до 50 млн. куб. м.
Основное количество малых и средних водоёмов построено на малых реках (около 70%).Некоторые из них построены так называемым «хозяйственным способом» — безпроектов и экологических экспертиз, что часто приводит к разрушению плотин,дамб в весенней паводок и вредит речной фауне и флоре.
Многолетнее регулирование стока осуществляется только на 70 гидросооружениях,что для такой области как Челябинская, явно не достаточно.
Суммарный объём воды в водохранилищах, прудах области составляет 3,2 куб. км.Это почти 50% водных ресурсов области в средний по водности год (6,6 куб. км).На долю мелких сельских водоёмов приходится около 828 млн. куб. м воды.
Промышленные предприятия были и остаются основными водопотребителями. Всекрупные предприятия имеют возвратные и даже замкнутые системы водопотребления,однако какое-то количество загрязнений воды попадает в реки и озёра и оказываетвредное влияние на окружающую среду.
Применяемые технологические схемы включают в себя водоподготовку (очистка,добавки), использование воды, очистку использованной воды, водоотведение. Водаиспользуется как сырьё (пищевая промышленность), растворитель, теплоноситель,переносчик механических и растворённый примесей. В теплоэнергетике,металлургии, машиностроении вода более всего используется для охлаждения. ВЧелябинской области основными потребителями воды являются предприятияметаллургии, энергетики, углеобогатительной фабрики. Водопотребление в каждойиз отраслей и на каждом предприятии очень разное.
Основная экологическая проблема, связанная с промышленным водопотреблением, — очистка использованной воды, промышленных стоков. Существующие технологиивесьма дороги, несовершенны и не приводят к полной очистке. Особо следуетсказать о сбросе тёплой воды (Троицкая ГРЭС, Южноуральская ГРЭС и другие). Посуществующим нормативам сброс тёплых вод не должен повышать естественнуютемпературу в водоёме летом более чем на 30С, а зимой чем на 50С. Тёплая вода способствует росту рыбных запасов, однако она же можетспособствовать зарастанию водохранилищ, нарушению их экосистем.
В сельском хозяйстве основной объём воды расходуется га орошение, полив и вживотноводстве. Орошаемых земель в области в 1996 году насчитывалось 100 тыс.га. Подавляющие большинство их сосредоточено в южных степных, маловодныхрайонах.
Коммунально-бытовые службы обеспечивают жизнедеятельность городов и другихнаселённых пунктов. Основные требования, предъявляемые к используемой воде, — высокая степень чистоты, соответствие определённым химическим показателям (рН,минерализация, содержание тяжёлых металлов и прочее) и биологическимтребованиям (наличие тех или иных видов бактерий).
Спецификой водопотребления коммунально-бытовой службы является относительноравномерный забор воды в течении года (в тёплое время года потребление водыувеличивается на 15-20 %) и неравномерное её потребление в течении суток (днёмпотребляется около 70% воды).
От водозаборов вода идёт по магистральным водоводам, а затем подаётся вразветвлённые городские сети. В коммунально-бытовой службе области стоит научёте 788 хозяйственно-питьевых водопроводов, из которых около 37% не вполнеотвечают санитарным нормам и правилам. Около 6% водопроводов в Троицке,Златоусте, Карабаше, Миассе, ряде районов не имеют необходимого комплексаочистных сооружений.
Водоснабжение целого ряда посёлков, особенно расположенных в сельскойместности, часто осуществляется за счёт гидроскважин. Их более 1300.Техническое и санитарное состояние большинства из них сегодня не отвечаетнормативам.
Загрязнениевод промышленными и бытовыми сбросами
В 1996 году в реки области было сброшено 937,5 млн. куб. м сточных вод, ихкоторых 775 млн. куб. м (82,7%) оказались загрязнёнными. Вот как эти стокираспределялись по бассейнам рек:
Бассейн
Сброшено сточных вод, млн. куб. м
В том числе загрязнённых, млн. куб. м
Основной загрязнитель
Реки Камы
Реки Урала
Реки Тобола
247
180
511
178
141
456
БПК, нефтепродукты, взвешенные частицы
БПК, нефтепродукты, взвешенные частицы, нитраты
Взвешенные частицы, хлориды, соединения азота
Как видно из таблицы, основными загрязнителями воды являются органическиевещества, для переработки которых требуется кислород. В воде органикаперерабатывается бактериями, поглощающими кислород. Запасы кислорода в воде приэтом, естественно, истощаются и наступает кислородное голодание, гибельное длявсего живого.
Большой вред могут принести растворённые в воде неорганические химические вещества– кислоты, соли, соединения токсичных (тяжёлых) металлов – свинца, меди, цинка,ртути и других. Высокое содержание этих веществ может нанести вред популяциямрыб и другой водной фауне; может снизить урожайность на полях (при поливе),усилить коррозию металлов и, наконец, вызвать отравление людей и животных.
Растворённые в воде соединения нитратов и фосфатов (неорганические питательныевещества) могут вызывать чрезмерный рост и размножение водных растений,которые, отмирая и разлагаясь, поглощают из воды кислород. Нитраты попадают впочву, грунтовые воды. Здесь бактерии преобразуют их в оксид азота. Последний,попадая в атмосферу, способствует усилению парникового эффекта.
Тысячи органических веществ человек создал искусственно. Среди них пластмассы,пестициды, растворители и многое другое. В эту же группу можно отнести бензин,керосин и другие продукты переработки нефти. Нефтепродукты создают плёнку наводной поверхности, которая уменьшает испарение воды, нарушает теплообмен игазообмен. Попадая с водой в организм животного или человека, искусственныеорганические вещества могут вызывать серьёзные болезни.
К механическим загрязнителям воды необходимо отнести осадки и взвеси. Этонерастворяющиеся в воде частицы почв и ила, глины и песка, силикатные частицы,выбрасываемые в атмосферу предприятиями. Замутняя воду, они ухудшают средуобитания водной фауны, тормозят процесс фотосинтеза, засоряют жабры рыб ифильтры моллюсков, увеличивают слой донных осадков и тем самым способствуютобмелению рек и водоёмов.
Радиоактивные вещества попадают в реки и водоёмы из стоков и выбросовпредприятий радиохимической промышленности, таких как химкомбинат «Маяк».Радионуклиды частично растворяются в воде, но большей частью накапливаются вдонных осадках и губительно действуют на всё живое.
Загрязнениеозёр области
Озёра, за исключением тех, что расположены в черте Челябинска и Копейска(Смолино, Первое, Второе, Шелюгино, Синеглазово), не испытывают такойтехногенной нагрузки, как реки. В некоторые из этих озёр сбрасываются сточныеводы челябинских предприятий и загрязнённые ливневые стоки с улиц города (ониобычно составляют 7-10% от объёма всех стоков).
Каслинская система озёр (Силач, Сунгуль, Иртяш, Киреты, Бол. и Мал. Касли)находится в зоне промышленного влияния городов Касли, Снежинск, Озёрск. Во всехозёрах отмечается высокое содержание металлов (13-100 ПДК). Благодаря сбросунедостаточно очищенных стоков, в воде отмечается повышенное содержание азот- ифосфорсодержащих веществ, от чего интенсивно развиваются сине-зелёныеводоросли.
Особое положение у озёр восточных предгорий – Тургояк, Ильменское, Чебаркуль,Кисегач, Увильды и других. Большинство из них находится в зоне рекреации. На ихберегах располагаются санатории, дома отдыха, турбазы. Особую нагрузку озёраиспытывают в летние месяцы, когда количество отдыхающих резко увеличивается,особенно за счёт неорганизованных «диких» туристов. Более всего страдают лесаохранной зоны, где нередко вырубаются и ломаются деревья, вытаптывается трава, уничтожаетсяподрост, увеличивается количество свалок бытового мусора. Растёт притокавтотранспорта, а вместе с ним количество отработанных газов. Моют машины прямов зонах отдыха, что приводит к попаданию в воду озёр взвешенных частиц,нефтепродуктов, очистные сооружения здравниц далеко не всегда справляются спотоком сточных вод, что приводит к аварийным сбросам загрязняющих веществ.
Одной из серьёзных причин ухудшения состояния красивейших уральских озёрявляется вынужденный забор воды для обеспечения нужд крупных промышленныхцентров – Челябинска и Миасса. В результате откачки уровень воды в озёрахТургояк и Увильды значительно понизился и восстанавливается осень медленно, чтосказывается на состоянии озёрной фауны и флоры.
Очень опасно загрязнение поверхностных вод болезнетворными бактериями,вирусами, гельминтами, которые попадают в воду из канализационных систем и состоками животноводческих ферм.
В развивающихся странах Азии, Африки, Южной Америки грязная вода часто являетсяпричиной заболевания и смерти десятков тысяч людей. В последние годы случаииспользования загрязнённых бактериями вод всё чаще имеют место и в нашейстране, что приводит к заболеваниям. Воду из поверхностных источников – рек,озёр, ручьёв – без обработки потреблять нельзя. Её следует кипятить, особенно влетние месяцы.
Радиоактивноезагрязнение
В 1943 году выдающиеся учёные России приступили к созданию атомного оружия. В1946 году в Челябинской области, близ Каслей, в краю озёр и сосновых лесов,начался строится промышленный комплекс по получению оружейного плутония. В 1949году пущен первый радиохимический завод.
Освоение сложнейших технологий сопровождалось, целым рядом ошибок. В то времяучёные очень мало знали о вредном воздействии на человека и живую природурадиоактивных веществ. Поначалу отдельные операции с ураном проводились голымируками. Никакой операции от радиоактивного излучения не было. Очень мало былоизвестно о радиоактивных отходах, методах их хранения. Ошибки от незнанияпривели к тем трагическим событиям, в результате которых значительная частьтерритории Челябинской области была заражена радиоактивными веществами,смертельно опасными для всего живого.
В 1949 – 1951 годы жидкие радиоактивные отходы производства просто сбрасывалисьв небольшую реку Течу бассейна Тобола.
Всего в Течу было сброшено 76 млн. куб. м сточных вод с радиоактивностью около2,7 млн. Ки (кюри), причём 95% жидких отходов было сброшено за неполный год – смарта 1950 года по ноябрь 1951 года. Жидкие сбросы представляли собой смесьрадионуклидов стронция, цезия, ниобия, рутения и изотопов редкоземельныхэлементов. Около 25% радиоактивности приходилось на долю долгоживущихрадионуклидов: стронция – 90 (с периодом полураспада 29 лет) и цезия – 137 (спериодом распада 30 лет).
В последующие годы сброс отходов в Течу уменьшился, а в 1956 году совсем прекратился,но в результате радиоактивного загрязнения воды, донных отложений и пойменныхземель жители прибрежных населённых пунктов подверглись как внешнему облучению,так и внутреннему – от радионуклидов, поступавших в организм с пищей и водой.
Материал для справки
На берегах реки Теча в начале 50-х годов проживало в 38 сельских населённых пунктах около 30 тыс. человек. Радиоактивному воздействию подверглись 28,1 тыс. человек; зарегистрировано 935 случаев хронической лучевой болезни.
Заражённую воду пил скот. Река использовалась жителями для разведения уток игусей, рыбной ловли без всяких ограничений. В ней купались, из неё брали воду.Это и стало причиной облучения. Река была огорожена колючей проволокой иобъявлена запретной зоной. Жители целого ряда прибрежных деревень былипереселены.
В конце сентября 1957 года на одном из предприятий, входивших в химкомбинат«Маяк», произошёл взрыв ёмкости, где хранились жидкие радиоактивные отходы. Врезультате взрыва около 70 -80 тонн высокоактивных отходов взлетело вверх.Образовалось радиоактивное облако, поднявшееся на высоту до 1 км. Частьрадионуклидов была рассеяна в атмосфере и позже выпала на землю, причём около90% радиоактивных частиц расположились вблизи места взрыва, а остальные былиперенесены ветром на расстояние более 300 км в северо-восточном направлении.Эти частицы, выпадая на пути в виде «радиоактивного» дождя, загрязнилитерриторию, получившую название Восточно-Уральский радиоактивный след. Ширинаполосы заражения – 800 кв. км (общая площадь ВУРСа – 1000 кв. км).Радиоактивное загрязнение охватило северную часть области (Каслинский,Аргаяшский и Кунашакские районы), а также части соседних областей –Свердловской, Курганской и Тюменской.
Третьим эпизодом, повлиявшим на радиационную обстановку в Челябинской области,был вынос и рассеивание донных осадков озера Карачай, расположенного впоблизости от радиохимического производства. С октября 1951 года озеро Карачайиспользовалось в качестве хранилища радиоактивных отходов. В маловодные 1962 –1966 годы уровень воды в озере сильно понизился. При этом оголилось около 5 гадна. Ветром с оголившихся участков начало сдувать донные отложения (ил, глину,песок), вместе с которыми весной 1967 года было внесено около 600 тыс. Киактивных радионуклидов. Направление разноса почти совпало с ВУРСом.Радиоактивному загрязнению подвергалась территория в 1,8 тыс. кв. км.
В настоящее время в озере Карачай, уже большей частью засыпанном, содержитсяоколо 120 млн. Ки бета-активных радионуклидов, из них 40% стронция и 60% цезия– 137. За время существования этого хранилища часть радиоактивных отходовпросочилась ниже уровня дна. В подземные воды поступило примерно 4 млн. куб. мактивных промышленных вод.
Таким образом, величайшее научное открытие ХХ столетия – открытие атомнойэнергии, её практическое использование – послужило причиной одной из самыхкрупных трагедий, затронувшей десятки тысяч людей на территории Южного Урала. Сточки зрения природопользования, техногенное радиоактивное заражение коснулось,прежде всего почвы, но оно также захватило поверхностные и подземные воды,отразилось на состоянии атмосферы, лесов, биоты в целом.
Почвы явились главным вместилищем радиоактивной пыли, выпавшей на еёповерхность. Концентрация пыли была неравномерной. Минимальное её содержаниерадионуклидов создало плотность загрязнения территории, равную 0,1 Ки/км2.Плотность загрязнения, равная 2 Ки/км2 по стронцию – 90, былапризнана предельной для безопасного проживания населения. Оконтуренная на картеграница с такой плотностью была признана официальной граница ВУРСа. Начальнаяочень высокая гаммаактивность на почве в течение года снизилась почти в 3 раза,а через 3 года – в 10 раз.
В первое время после выпадения радиоактивные вещества находились на поверхностицелинных и распаханных земель в слое почвы 0 – 2 см, воздействуя на растения ифауну. С течением времени часть радиоактивных частиц переместилась в глубьпочвенного горизонта, часть – с помощью атмосферных осадков, ветра –переместилась на дно озёр, рек.
Вода наряду с почвой явиласьвместилищем радиоактивных осадков. В полосу загрязнения попало около 30 озёр инесколько малых и средних рек. Среди водоёмов такие крупные, как Иртяш, Бол,Касли, Уелги, Кызылташ, Шаблиш с площадью зеркала до 60 – 90 кв. км.
Большая часть радиоактивной пыли осела на дно и сконцентрировалась в иле,донных осадков. Максимальные концентрации радиоактивных изотопов были отмеченыв озёрах, расположенных в 10 – 20 км от места взрыва.
Особо опасная радиационная обстановка создалась на реке Теча. Ранее Течавытекала из озера Кызылташ. Сейчас она перегорожена рядом плотин и на нейсозданы искусственные водоёмы, из которых в Течу не сбрасывается. Около 10%радиоактивных осадков осело в донных отложениях реки, распространившись на 78км от места сброса. Это обстоятельство послужило причиной вторичногозагрязнения воды уже за счёт донных осадков. Активная зона образовалась поберегам Течи за счёт обнажившегося радиоактивного ила.
Одним из основных источников загрязнения воды в Тече являются её пойменныеземли (в особенности Асановское болото), площадь которых равна 30 кв. км. Этатерритория долгое время была открыта для местного населения, что не могло несказаться на здоровье людей. Здесь пасся скот, хотя загрязнение пастбищнойтравы оставалось долгое время довольно высоким.
Исследования, проведённые в 1991 году не реке Тече и её пойме, установилизначительную площадь радиоактивного загрязнения, равную 60 – 65 кв. км – отНово-Анасово до Муслюмово. Наибольшая ширина полосы загрязнённых земельнаблюдается в районе Надырова – до 2 км от русла по обе стороны.
Подземные и поверхностные воды в районе действующего химкомбината «Маяк», вмеждуречье Течи и Мишеляк, образуют единую гидродинамическую систему. Здесьшироко развиты карстующиеся породы – известняки, много трещиноватых, сильновыветрелых вулканических пород, в которых и концентрируется водоносныйгоризонт. Мощность его равна 100 м. Водопроницаемость пород достигает 500 – 900м/сут.
Вследствие этого вода из озера Карачай попадает в подземные горизонты. Часть еётечёт к северу и северо-востоку и попадает в Течу, а другая фильтруется к югуи, в конечном итоге, попадает в реку Мишеляк. Южный подземный поток наиболееопасен. За 40 лет сформировавшаяся линза воды проникла под дно этой реки (15 мниже ложа реки). Объём этой линзы оценивается в 4 млн. куб. м. Активность подолгоживущим продуктам деления превышает 6 тыс. Ки. Скорость потоказагрязнённых радионуклидами вод равна 80 м/год. Остановить его пока не удаётся.Последствия этого явления пока непредсказуемы.
Атмосфера. Техногенное радиоактивное загрязнение не севере Челябинскойобласти появилось в том числе и за счёт выбросов в атмосферу.
В обычном рабочем режиме предприятие «Маяк» выбрасывает в атмосферу в основноминертные радиоактивные газы (криптон – 85 и другие). Рассеиваясь в атмосфере,эти газы не влияют ни на почву, ни на биоту.
В то же время, за пределы санитарно-защитной зоны (6 – 25 км) попадаетзначительное количество радиоактивных аэрозолей (стронций – 90, плутоний — 239), способных накапливать на поверхности почвы. За ними осуществляетсяпостоянный контроль.
Биота. Радиоизлучение по-разному воздействуют на растения и живыеорганизмы. Оно может вызывать временную задержку роста, ускоренное илизамедленное размножение того или иного вида или его мутацию. Гибель организма врезультате радиоизлучения зависит не только от дозы, но и от скорости, с какойэта доза получена. Любой живой организм обладает определённой устойчивостью(жизнестойкостью), в том числе и к радиоактивному поражению. После получениядозы, не превышающей смертельный порог, организм животного или человекаспособен самовосстановиться полностью или частично, и при повторении облученияпроцесс как бы идёт сначала.
Установлено, что устойчивость биологических объектов к действию ионизируешегоизлучения падает по мере увеличения сложности организма. То есть наибольшейустойчивостью их организации. То есть наибольшей устойчивостью обладают самыепростые формы жизни: бактерии, лишайники. Большой устойчивостью к радиацииобладают отдельные виды насекомых; из пресмыкающихся – змеи; из птиц – голуби.Покрытосеменные растения обладают, как правило, большей устойчивостью кизлечению, чем голосеменные. Практически все хвойные деревья – ель, сосна,лиственница – малоустойчивы к ионизирующему излучению. Вот почему образованиеВУРСа вызывало лучевые поражения прежде всего сосны. Поражение соснынаблюдалось с плотности радиоактивного загрязнения выше 10 Ки/кв. км постронцию -90. Степень повреждения деревьев увеличилась по мере увеличенияплотности загрязнения. Загрязнение сосновых лесов выше 300 Ки/кв. км постронцию – 90 привело к полной гибели всего древостоя. Для берёзовых лесовпотребовалось доза в 10 раз большая.
С распадом коротко- и среднеживущих радиоактивных изотопов рост частичноповреждённых деревьев начал восстанавливаться. Посадки сосны показали, чтоискусственное возобновление леса возможно на всей территории радиоактивногоследа.
Опыт, накопленный Челябинской областью по возобновлению природопользования нарадиоактивно загрязнённых территориях, показал возможность их пользования послеопределённого времени, обусловленного периодом полураспада гамма — излучающихизотопов, а также перераспределением радиоактивного вещества в природных экосистемахи их биохимической миграции.
В конце ХХ столетия, через сорок с лишним лет после техногенной катастрофы 1957года, хозяйственная деятельность на земле, воде, в лесах возобновлена наплощадях, отстоящих от места взрыва более 55 км. Сохраняются некоторыеограничения в употреблении рыбы, мяса птиц (особенно водоплавающих), молока инекоторых других продуктов.
Список литературы
1. Южный Урал: география, экология,природопользование А.И. Левин; Чел.: 2001 г
2. «Экология,человек и проблемы охраны природы Челябинска и Южного Урала» Беляева И.В.;Чел.: 1997 гат " таких ка мичесив реки иводоёмы из стоков и выбросов предприятий радиохимичесикой тры моллюсков, увели
тоит на учёте 788 хозяйственно-питьевхвлённые городские сети. еблениев течении суток (0в течении суток (0 на 15-20 забор воды в течении года ()()
<p/>