Презентация на тему Технологический подход к проблемам загрязнений окружающей среды: пестицидами и опасными соединениями

Предельно допустимая концентрация (ПДК)— утвержденный в законодательном порядке санитарно-гигиенический норматив содержания вредного вещества в окружающей (или производственной) среде, практически не влияющего на здоровье человека и не вызывающего неблагоприятных последствий.
Предельно допустимый выброс (ПДВ) — утвержденный норматив предельно допустимого выброса вредного вещества в единицу времени, не превышающую его ПДК для населения, растительного и животного мира с усреднением 20- минутный период времени.
Нормативы устанавливаются для каждого источника загрязнения отдельно.
1887 г. Германия – первые законодательный акты регламентирующие вредные вещества как пищевые добавки.
НОРМИРОВАНИЕ – ОСНОВНОЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ РЫЧАГ РЕГУЛИРОВАНИЯ НЕГАТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ЧЕЛОВЕКА НА ОС

По степени воздействия на организм вредный вещества подразделяются на четыре класса опасности:

Примеры некоторых опасных веществ
Чрезвычайно опасные вещества (I) Бензапирен — Берилий
Диэтилртуть Пентахлордифенил Ртуть
Полоний - Оксид свинца —
Растворимые соли свинца
Высокоопасные вещества (II) ДДТ – Мышьяк – Натрий - Нитриты
Стронций (Sr2+) Сурьма Формальдегид
Хлороформ — Цианиды (по CN-) —
Четыреххлористый углерод – Хлор (Cl)
Умеренно опасные вещества (III) Алюминий Марганец Медь Никель
(суммарно) Нитраты (по NO3) Озон
Фофаты (PO4) — Хром (Cr6+) Цинк
Этиловый спирт
Малоопасные вещества (IV) Сероводород — Сульфаты — Хлориды

Для сравнительной оценки загрязнения воздушной среды в России используются различные индексы,
которые позволяют учесть присутствие нескольких загрязняющих веществ.

ПДК диоксид серы максимально-разового воздействия - 0,5 мг/м3.
Диоксид серы токсичен.
При вдыхании сернистого газа более высокой концентрации — удушье, расстройство речи, затруднение глотания, рвота, возможен острый отек легких
.

Структурные формулы ксенобиотиков
(диоксиноподобных веществ)
Химическая структура ПХД
Объёмная модель диоксина
пока не найдены микроорганизмы, эффективно разрушающие диоксины
Наибольшее накопление диоксинов происходит в рыбах, что представляет серьезную угрозу для народов, традиционно употребляющих в пищу большое количество рыбы и других морепродуктов

Химический пестицид (ксенобиотик) часто действует на хищника сильнее, чем на вредителя. Освободившись от естественного врага, популяция вредителя быстро возрастает

Классификация отходов
Классификация отходов
Отходы различаются:
по происхождению:
отходы производства (промышленные отходы)
отходы потребления (коммунально-бытовые)
по агрегатному состоянию:
твердые
жидкие
газообразные
по классу опасности:
1й — чрезвычайно опасные
2й — высоко опасные
3й — умеренно опасные
4й — малоопасные
5й — практически неопасные

Проблемы ликвидации отходов

Некоторые источники образования ПХДД и ПХДФ в США

Период полувыведения высокотоксичного 2,3,7,8-ПХДД
из живых организмов составляет (в днях)

Эффективности накопления диоксина в органах, тканях и выделениях
человека в сравнении с кровью (даны коэффициенты распределения):

Нетермические методы детоксикации диоксинов

«чистый уголь»
промышленная IGCC-электростанция в Италии, действуют с 1994 г., суммарная мощность - 3,6 ГВт
Кислые стоки угольной шахты окрасили русло ручья в оранжевый цвет

Годовые выбросы от угольной ТЭС мощностью 1000 МВт
ст. Злобин Н. 787
7 млн.т в год углекислого газа (19 тыс. т в сутки);
50 -100 тыс. т в год окислов серы;
25 тыс. т в год окислов азота;
20 тыс. т в год твердых частиц;
400 т в год токсичных металлов:
суточный выброс золы в атмосферу составляет 35 - 55 т, и при высоте трубы 150–200 м радиус загрязненной территории равен примерно 50 км

ОСНОВНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ АЭС
Вывод из эксплуатации после исчерпания ресурса
Обращение с радиоактивными отходами
Обращение с отработавшим ядерным топливом

Обращение с радиоактивными отходами (РАО)
хранение в специальных емкостях-хранилищах
нахождение в открытых водоёмах и специальных бассейнах
подземное захоронение в пластах-коллекторах
сброс на специально выделенных участках морей и океанов
Жидкие РАО
Твердые РАО
хранение в металлических ёмкостях
плавление
цементирование
битумирование
прессование
сжигание
остекловывание

Так выглядят низкоактивные радиоактивные отходы после специальной обработки - остекловывания

Сложность проблем обращения с отработанным ядерным топлевом (ОЯТ)
высокая активность
значительное тепловыделение после выгрузки из реактора
наличие в составе ОЯТ значительного количества делящихся веществ

Наиболее эффективная структура обращения с ОЯТ и РАО - во Франции
метод окончательного захоронения герметичных медных контейнеров с топливом на глубине приблизительно 500 метров
Многокомпонентная ядерная энергетика, включающая легководные реакторы, быстрые реакторы - "дожигатели", комплексы переработки ОЯТ и РАО
Швеция
01
США
02
Франция
непосредственное складирование ОЯТ в металлических контейнерах в глубоких геологических формациях
03

Проект хранилища РАО и ОЯТ в глубине горы Юкка (США)
Хранилище рассчитано на 10 тысяч лет
Емкость хранилища 77 тыс. тонн РАО
пятимильный туннель и серия штреков
отходы заложены в стальные цилиндрические кассеты

Photo: Silja Line
Photo: Richard Ryan
Так выглядит современное хранилище РАО и ОЯТ

Страны с атомными электростанциями

после 1979 года, когда произошла авария на атомной электростанции «Тримайл-Айленд», в США не было введено в строй ни одного нового ядерного реактора.
Припять Украина

Авария
Взрыв произошел примерно в 1:24 26 апреля 1986 года на 4-м энергоблоке Чернобыльской АЭС.
Здание энергоблока частично обрушилось, при этом, как считается, погиб всего 1(!!!) человек.
Положение усугублялось тем, что в разрушенном реакторе продолжались неконтролируемые ядерные и химические (от горения запасов графита) реакции с выделением тепла, с извержением из разлома в течение многих дней продуктов горения высокорадиоактивных элементов и заражении ими больших территорий.

Строение саркофага над 4-м энергоблоком

Процентное соотношение загрязнения, создаваемого
различными изотопами через некоторое время после аварии

Диаграмма распределения Cs 137 (замещает K)
в почвенном профиле дерново-подзолистых почв Чернобыльской зоны отчуждения
(наиболее распространенный тип почв)
7 % составляет кальций от всего осадочного материала 90 Sr замещает его в живых тканях
Замещение элементов (Cs137)

На вопрос:»Что же Вы сделали с этой рыбкой ?», рыбак ответил: «Ну, сколько могли – съели сами, друзей угостили… да и вообще у меня 2 кошки дома!»
Рыба Карп в реке Припять

Рыжий лес - одно из наиболее уникальных мест чернобыльской зоны, где и сегодня можно визуально наблюдать действие радиации на живые организмы
Рыжий лес до Мутации
Рыжий лес после аварии на ЧАЭС

быстрорастущие энергетические культуры

Процесс поедания нефти микроорганизмами

Генетически модифицированные организмы
(ГМО) – это живые организмы, которым путем внедрения чужеродных генов были приданы новые свойства. Технологию, позволяющую создать ГМО
– генную инженерию — часто называют современной биотехнологией. Наиболее массово эта технология применяется в сельском хозяйстве. Например, создан картофель, имеющий ген земляной бактерии, который придает ему устойчивость к колорадскому жуку. Однако более 80% выращиваемых сегодня ГМ растений – это соя и кукуруза с внедренным геном устойчивости к гербицидам, который позволяет им выживать после обильного опрыскивания химикатами.
ГМО

Биологические риски:
- непредсказуемость места интеграции рекомбинантных ДНК,
- слабая изученность регуляции и функционирования генома высших растений,
- плейотропный эффект, (способности одного гена влиять на несколько фенотипических признаков)
- нарушение стабильности генома и изменение его функционирования,
- нарушение стабильности самого встроенного гена,
- наличие во встраиваемом фрагменте ДНК технологического мусора,
- аллергические и токсические эффекты чужеродного белка.
Взаимодействие ГМО в экосистемах.

- запрет на выращивание ГМ-культур;
- обеспечение четкой и заметной маркировки продукции, содержащей ГМО;
- запрет на использование ГМО в детском питании.
Россия и зоны, свободные от ГМО