Русский   English
ДонНТУ   Портал магістрів

Реферат за темою випускної роботи

Зміст

Вступ

Сталий соціально-економічний розвиток будь-якої держави — це єдиний можливий шлях забезпечення його сталого майбутнього. Науково-технічний прогрес і зростання народонаселення за останні 50 років різко загострили взаємини між людиною і природою, а споживчі відносини протягом тривалого періоду часу призвели до різкого погіршення якості всіх складових навколишнього природного середовища.

Сучасне суспільство, прагнучи досягти високого рівня розвитку економіки, часто не бере до уваги можливості природи. Разом з тим, наявність глобальних екологічних проблем, вимагає при прийнятті господарсько-економічних рішень, в першу чергу, еколого-економічного перетворення всіх галузей промисловості, ретельного контролю і аналізу факторів негативного впливу їх впливу на окремі компоненти природного середовища.

Різке збільшення швидкості урбанізаційних процесів на планеті Земля пов'язано не тільки з впровадженням досягнень науки і техніки в умовах гармонізації життєдіяльності людини і навколишнього його природного середовища, а й вимагає проведення ефективних заходів щодо екологічного оздоровлення природних комплексів. Такі екотопи, як грунту і клімат, є для таких рішень пріоритетними, оскільки здорові і родючі грунти визначають національне надбання держави.На рисунке 1 представлен загальний вигляд урбаноземів.

Почва

Рисунок 1 – Міське середовище

На жаль, процеси урбанізації призвели до того, що природні непошкодженими грунту міст залишилися лише у вигляді острівців в прилеглих лісах і лісопарках. Основна ж частина територій являє специфічні освіти — урбаноземи, які відрізняються від природних грунтів як структурою і властивостями, так і виконуваними функціями. До найбільш серйозних причин пресингу грунтів слід віднести переуплотнение, засолення, несприятливий водно-повітряний режим і отруєння ґрунтових мікроорганізмів і рослинності, яке виникає при концентруванні в верхньому горизонті грунтів антропогенних забруднювачів. Будучи природним фільтром забруднень, що надходять на поверхню грунту з атмосферними і з іншими джерелами, урбаноземи не підтримують умови, необхідні для збереження здоров'я людини і стан навколишнього середовища. На відміну від живих грунтів на таких ділянках різко зменшується поглинання і утилізація вуглецю оксиду та сірки діоксиду [1].

1. Актуальність теми

Актуальність даної екологічної проблеми з точки зору Концепції сталого розвитку суспільства пояснюється тим, що в даний час на 1 людину в світі припадає 0,3 га орних земель, що недостатньо для забезпечення його життєдіяльності. Тому грунт, як поновлюваний природний ресурс, не повинна перетворитися в непоновлюваний в разі свого крайнього виснаження в результаті антропогенних навантажень, що перевищують можливості її відновлення.

2. Мета і задачі дослідження

Метою дослідження є оцінка впливу окремих компонентів викидів ТОВ НВО ІНКОР і Ко на стан ґрунтів прилеглих територій.


У роботі поставлені наступні завдання:

  1. Обгрунтування вибору компонентів.
  2. Розгляд механізму міграції в системі повітря-грунт.
  3. Літературний огляд про вплив компонентів на стан грунту.
  4. Дослідження проб грунтів по фізичним, хімічними показниками.
  5. Визначення летючої маси фенолу і формальдегіду в пробах грунту.

Об’єктом дослідження є властивості ґрунтів, що знаходяться в зоні впливу підприємства.

Предметом дослідження є визначення впливу окремих компонентів на агрохімічні показники грунтів.

3. Практичне значення отриманих результатів

Отримані результати будуть використані для розробки рекомендацій щодо поліпшення якості досліджуваних грунтів.

4. Вплив фенолу, нафталіну і формальдегіду на грунт

Грунт — особливе природно-історичне утворення, що виникло як результат спільного впливу повітря, води і живих мікроорганізмів, тому верхній родючий шар грунту являє складне поєднання мінеральних часток, мертвого органічної речовини рослин, тварин і відходів їх життєдіяльності, а також безлічі дрібних і великих живих організмів

Таким чином, грунт — це не просто бруд, існуюча в динамічному взаємозв'язку між вищевказаними трьома компонентами, а середовище, що забезпечує зростання рослин і проживання живих організмів. Забруднення хоча б однією зі складових може мати надзвичайно згубні наслідки, пов'язані зі зменшенням основного показника значущості грунту — родючості.

Родючість природних грунтів визначається наявністю поживних речовин, що містяться в гумусі, основний процес накопичення якого відбувається в гумусового горизонту. Інтенсивність грунтоутворення зменшується зверху вниз, а в елювіальними горизонті вже починають відбуватися процеси вилуговування та вимивання солей, органічних речовин.

Загрязнение почвы

Рисунок 2 – Забруднення грунту
(анимація: 5 кадів, 5 циклів повторення, 200 килобайт)

Урбаноземи характеризуються наявністю ксенобіотиків — чужорідних речовин, здатних викликати порушення або загибель організмів в грунті, зменшуючи її родючість. Джерелами більшості ксенобіотиків найбільш часто є викиди промислових підприємств. Компоненти викидів або поєднання їх нових хімічних утворень, потрапляючи в грунт викликають руйнування гумусу [2].

4.1. Вплив нафталіну


Нафталін є похідним продуктом нафти і коксу. Це ароматичний вуглеводень, який представляє собою білі тверді кристали з характерним запахом. Речовина не розчиняється у воді, але піддається впливу бензолу і бензину [3].

У работі [4] показано, що в грунтах, забруднених нафталіном, присутні бактерії роду Pseudomonas, які можуть використовувати нафталін як єдине джерело вуглецю. Катаболізм нафталіну бактеріями цієї групи включає стадії послідовного освіти спочатку дигідро і діоксінафталінов, потім через ряд проміжних продуктів  — саліцилового альдегіду і саліцилової кислоти, а в кінці ланцюга трансформації з'являються фумаровая і піровиноградна кислоти.

4.2. Вплив фенолу


Фенол (гидроксибензол) — найпростіший представник класу фенолів [3]. Феноли надходять в біоценози різними шляхами, в тому числі, з промисловими стоками коксохімічних і хімічних виробництв виробництва. Перетворення фенолів діоксини визначає актуальність і необхідність більш локального вивчення.

Оскільки феноли містяться в опадах міських стічних вод і можуть вилуговувати звідти атмосферними опадами, потрапляючи з рідким стоком в грунту. Швидкість розкладання фенолів в пробах ґрунтів досить велика: при вихідних дозах 500 мг/кг фенол не виявлявся вже через 6 діб, швидкість трансформації становить приблизно 40–120 мг/добу.

Найбільш ймовірні механізми реакції розкладання пов’язані з діяльністю мікроорганізмів. Встановлено, що реакція окислення, каталізують фенолоксідазой супроводжується розкладанням фенольних сполук. Швидкість розкладання тісно пов’язана з типом і положенням заступників в фенольному кільці. Найбільш стійкі речовини із заступниками в метаположеніі по відношенню до фенольних гідроксилу. Здатність розкладання токсичних фенолів вказує на біологічний характер цього процесу, при цьому продукти окислення можуть зв'язуватися глинистими мінералами або гуміновими речовинами [4].

4.3. Вплив формальдегіду


Формальдегід — газ з різким запахом, токсичний, добре розчинний у воді. Він має алергенним, мутагенну, сенсибілізірующим, канцерогенну дію [3].

Здатність формальдегіду пригнічувати життєдіяльність мікроорганізмів залежить від його концентрації та часу контакту. Формальдегід має бактерицидну дію на грунтові бактерії, в тому числі на азотфиксирующие. Під дією формальдегіду зміст ґрунтових бактерій скорочується в 30 разів, що призводить до втрати родючих властивостей ґрунтів, пригнічується коренева система рослин, збільшується рухливість верхнього грунтового покриву, зменшується його механічна міцність [5].

5. Вплив нафталіну, фенолу і формальдегіду на рослини

5.1. Нафталін і зростання рослин


Нафталін можуть застосовувати в якості регуляторів росту рослин. Однак, у великих концентраціях він здатний накопичуватися рослинах [7].

5.2. Фенол і зростання рослин


У модельних дослідах [8] фенольні сполуки в високих концентраціях гальмують ростові процеси, хоча не так уже й рідко один і той же фенол в малих дозах підсилює зростання, а в великих — пригнічує. Дуже цікаво, що в ролі інгібіторів ростових процесів, як правило, виступають фенольні сполуки з орто– і пара– розташуванням гидроксилов (схильні до оборотного окислення в хінони), в той час феноли стимулюють їх зростання.

Такі відмінності структури і властивостей фенолів дозволяють припускати, що гальмування зростання великою мірою є результатом роботи хинонов.

Інгібітори росту фенольної природи накопичуються переважно в бульбах і сплячих нирках рослин в осінньо-зимовий період. У вологу і теплою грунт насіння набухають, поглинаючи вологу і значна частина молекул фенолів і це сприяє проростанню.

Таким чином, фенольні сполуки — найважливіші регулятори спокою рослин, накопичуючись восени, готують рослини до переходу в стан зимового спокою, пригнічуючи розпускання бруньок, розтягнення стебел, ріст пагонів.

Ростової ефект фенольних сполук можна розглядати як непрямий результат деяких біохімічних механізмів, пов'язаних з окисленням фенолів в хінони. Таким чином, фізіологічна роль цих сполук полягає в визначає зміна інтенсивності процесів росту в залежності від часу доби, сезону року, настання посухи [8].

5.3. Формальдегід і зростання рослин


Формальдегід — сильний кишковий отруту для комах, є також бактерицидом і фунгіцидом. Його широко застосовують в якості дезінфекційного засобу і для протруювання насіння злаків. На прилеглих територіях коксохімічних підприємств, формальдегід в грунті міститься у великій концентрації. Це, в свою чергу, говорить про накопичення його в частинах рослин і про придушення їх зростання [9].

6. Оцінка небезпеки забруднення і порушення стану ґрунтів прилеглої території до підприємства ТОВ НВО ІНКОР і Ко

Забруднення грунтів — антропогенний накопичення в грунті токсичних і шкідливих речовин і організмів, що викликають деградацію або деструкцію грунтового покриву, зміна морфології, складу мікрофлори грунтів, погіршення фізико-хімічних і хімічних властивостей ґрунтів, зниження родючості грунтів, біопродуктивності, технологічної, живильним, гігієнічні-санітарної цінності вирощуваних культур і якості інших контактують з грунтами поживних середовищ [8].

Основними видами продукції підприємства є нафталін і феноло-крезоли, сировиною для виробництва яких використовуються відходи Авдіївського коксохімічного заводу.

Во складу викидів забруднюючих речовин (ЗВ) фенольно-нафталінового виробництва входять більше 10 компонентів II-IV класів небезпеки. У таблиці 1 представлений основні поллютанти викидів ТОВ НВО ІНКОР і Ко.


Таблиця 1 — Якісно-кількісна характеристика викидів підприємства
Компонент Клас небезпеки Потужність викиду, т/рік
Азота діоксид II 43,573
Бензол II 0,811
Фенол II 1,319
Формальдегід II 0,200
Ксилол III 1,211
Сірки діоксид III 52,931
Вуглерода оксид IV 64,043
Нафталін IV 6,689
Усього  — 170,957

Аналіз даних таблиці показує, що сумарна потужність забруднюючих речовин II класу небезпеки практично досягає 27 % середньорічної.

Для оцінки небезпеки порушення грунту інтерес представляють формальдегід, фенол і нафталін, які досить легко мігрують в грунті, накопичуються, в основному, в кореневій системі рослин і потрапляють в організм людини.

Класифікація грунтів за ступенем забруднення залежить від гранично допустимих кількостей (ГДК) хімічних речовин в грунтах і їх фонового змісту. За ступенем забруднення грунту слід поділяти на:

  1. Cильнозабруднені (> ГДК).
  2. Середньзабруднені (= ГДК).
  3. Слабозабруднені (< ГДК).

Розрахунок коефіцієнта забруднення грунту розраховують за формулою [8]:

Hзi = Ci / Cф або Ci / ГДКi, (1)


де Сi — концентрація забруднюючої речовини в грунті, мг/кг;

Сф — середній фоновий вміст забруднюючих речовин, мг/кг;

ГДК — зміст гранично допустимих концентрацій забруднюючих речовин, мг/кг.


Результати розрахунку коефіцієнта забруднення грунту представлені в таблиці 2.


Таблиця 2 — Результати математичного визначення величини коефіцієнта забруднення грунту окремими компонентами
Забруднююча речовина Фонова концентрація, мг/кг Коэфіцієнт забруднення грунту Ступень забруднення
Фенол 0,81 2,09 Сильно
Формальдегід 0,4 2,25 Сильно
Нафталін 3,1 1,77 Слабо

Забруднення зазвичай буває поелементний, і для його оцінки розраховують інтегральний показник поелементного забруднення ґрунту. Величина цього показника використовується для оцінки рівня небезпеки забруднення території міста. Значення до 16 відповідають допустимому рівню небезпеки для здоров'я населення, від 16 до 32 — помірно небезпечного, від 32–128 — небезпечного, а понад 128 — надзвичайно небезпечного [8].

Інтегральний показник поліелементних забруднення грунту [8]:

Hз заг = ∑ Hзi, (2)


где Сi — концентрація забруднюючої речовини в грунті, мг/кг;

Сф — середнє фонове вміст забруднюючих речовин, мг/кг;

ГДК — зміст гранично допустимих концентрацій забруднюючих речовин, мг/кг.


Інтегральний показник поелементного забруднення ґрунту становить 16, що відповідає допустимий рівень. Однак, слід враховувати наступне: як було обумовлено вище це здатність речовин до кумуляції, період роботи підприємства понад 100 років, а також здатність речовин накопичуватися в бульбах рослин і проникати в організм людини.

Висновки

Незважаючи на те, що отримані математичні результати вказують на задовільний стан грунту в межах проммайданчика підприємства, необхідно врахувати тривалість періоду впливу викидів на навколишнє природне середовище міста в цілому і здатність зазначених забруднюючих речовин до кумуляції в грунтах, тому визначення реального стану вимагає експериментального підтвердження.

Під час написання даного реферату магістерська робота ще не завершена. Остаточне завершення: травень 2017 року. Повний текст роботи та матеріали по темі можуть бути отримані у автора або його керівника після зазначеної дати.

Перелік посилань

  1. Земля тревоги нашей. По материалам Доклада о состоянии окружающей природной среды Донецкой области за 2009–2010 гг. под редакцией С. Третьякова, Г. Аверина. — Донецк, 2010. — 116 с.
  2. Шавшина, А. Н. Почва как экологический фактор здоровья населения города Дзержинска / А. Н. Шавшина, Л. В. Чайка // Материалы Республиканской научно–практической конференции учащейся и студенческой молодежи, преподавателей образовательных организаций среднего общего, среднего профессионального и высшего профессионального образования, педагогов учреждений дополнительного образования От экологии здоровья — к экологии души — Донецк:ДонРМАН, 2015. — 183 с.
  3. Оценка и регулирование качества окружающей природной среды. Учебное пособие для инженера-эколога. Под ред. А. Ф. Порядина, А. Д. Хованского. — М.: НУМЦ Минприроды России, 1996. — 350 с.
  4. Научно-практические конференции [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://sibac.info/.
  5. Научный форум [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://www.cawater-info.net.
  6. Волынец, А. П. Фенольные соединения в жизнедеятельности растений / А. П.  Волынец // Найные труды Белоруссии. — 2013. — Минск, 113с.
  7. Земля тревоги нашей. По материалам Доклада о состоянии окружающей природной среды Донецкой области за 2005–2010 гг. под редакцией С. Третьякова, Г. Аверина. — Донецк, 2010. — 116 с.
  8. Временные рекомендации по оценке экологической опасности производственных объектов. — М.: Госком РФ по охране окружающей среды. Утверждены и введены в действие 15 марта 2000 г. — 402 с.
  9. Инвентаризация выбросов загрязняющих веществ в атмосферном воздухе ООО НПО ИНКОР и Ко: Отчет годовой / ООО НПО ИНКОР и Ко. — Дзержинск, 2014. — 25 с.
Вверх