Загрязнени окружающей среды при выбросе ртути

     Введение 

      Ртуть - серебристая жидкость, химический  элемент естественного происхождения,  который чрезвычайно вреден для  окружающей среды и здоровья  человека. 

     Ртуть относится к первой группе чрезвычайно токсичных веществ. В атмосферу она поступает из гидросферы при испарении, вместе с вулканическими газами и газами из термальных источников. Так как пары ртути в 7 раз тяжелее воздуха, часть газообразной ртути переходит в твердую фазу и удаляется из воздушной среды. Выпавшая вместе с атмосферными осадками ртуть поглощается почвенными растворами и глинистыми породами, а также различными предметами, окружающими нас - цементными, деревянными конструкциями, штукатуркой, текстильными изделиями и т. д. В небольших количествах содержится в нефти и каменном угле (до 1 мг/кг).

      Ртуть рассеивается при сжигании  угля, добычи и переработке цветных  металлов, при цементном производстве, при обжиге, известняка и глинистых  сланцев.  

     Цель  работы: рассмотреть процесс выброса  ртути в окружающую среду, ее  ПДК, влияние на животный и  растительный мир и меры по  сокращению загрязнения. 
 

     1. Процесс выброса ртути в окружающую  среду 

      Глобальный круговорот ртути  включает в себя 2 основных компонента: природная составляющая и антропогенная  эмиссия. К природным составляющим  относят: дегазацию земной коры, вулканические и геотермические  выбросы, рудные месторождения.  Антропогенная эмиссия происходит  при сжигании природного топлива,  использовании в промышленности  и сельском хозяйстве ртутьсодержащих  приборов и химических соединений  и при выбросе промышленных  и бытовых отходов.                                   

       В результате усилившихся техногенных  выбросов в атмосферу и гидросферу  ртуть из естественного компонента  природной среды, участвующего  во всех круговоротах, превратилась  в весьма опасный компонент  для здоровья человека и живого  вещества. Ртуть применяют в металлургической, химической, электротехнической, электронной,  целлюлозно-бумажной и фармацевтической  промышленности, используют для  производства взрывчатых веществ,  люминесцентных ламп, лаков и  красок. Промышленные стоки и  атмосферные выбросы, горно-обогатительные  фабрики при ртутных рудниках, теплоэнергетические установки,  использующие минеральное топливо,  являются главными источниками  загрязнения биосферы этим токсичным  компонентом. Известно, что каждый 2-й кг добытой ртути не доходит до потребителя, а улетучивается в атмосферу или теряется. На предприятиях, использующих ртуть в технологических целях (например, амальгамирование при добыче золота), ее потери достигают 100%.   

      Кроме того, ртуть входит в  состав некоторых пестицидов, которые  используются в сельском хозяйстве  для протравливания семян и  защиты их от вредителей (гранозан). Однако в настоящее время все  актуальнее становится проблема  ртутного загрязнения в непроизводственной  сфере, когда в результате аварий  или бесконтрольного использования  ртутьсодержащих приборов значительное  количество токсического металла  оказывается в школах, детских  садах, жилых зданиях, просто  на городских территориях. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     2. ПДК ртути и воздействие ртути на растения, животных, человека 

     Предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ – это максимальная концентрация вредного вещества, которая за определенное время воздействия не влияет на здоровье человека и его потомство, а также на компоненты экосистемы и природное сообщество в целом. 

      ПДК катионов ртути в питьевой воде – 0,01 г/м3, или 10 мг/м3. Даже попадание разбитой энергосберегающей лампы в 1 м3 питьевой воды не вредит здоровью – поэтому совершенно необоснованны опасения о том, что закопанная во дворе энергосберегающая лампа, путем попадания ртути в сточные воды, может привести к загрязнению колодца или реки.  

     ПДК ртути в почве – 2 мг/кг. Закопав во дворе энергосберегающую лампу, на глубину, на которой заканчивается плодородный слой и начинается глина, существующая концентрация ртути не приведет к загрязнению почвы выше ПДК, даже в том месте, где вы закопали лампу. 

      Допустимая концентрация ртути в воздухе 0,0003 мг/м3 (ГН 2.1.6.1338-03 "Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест"). В «Санитарно-эпидемиологических требованиях к жилым зданиям и помещениям» (САНПИН 2.1.2.1002-00) содержится запрет на превышение этого значения. Это составляет 0,3 мг на 1м3, то есть даже если всю ртуть из энергосберегающей лампы каким-то образом равномерно распределить в воздухе одной средней комнаты, то ПДК не будет превышена. На самом же деле, если разбилась энергосберегающая лампа, то в воздух попадаем небольшая доля содержащейся в ней ртути, т.е. количество, в сотни раз меньшее ПДК.

Что делать, если в квартире разбилась энергосберегающая  лампа?

1) Не паниковать  – никакого заражения ртутью (превышения ПДК) не произошло. 

2) Проветрить  помещение.

3) Собрать осколки  в пластиковый пакет и посыпать  хлоркой (она нейтрализует ртуть,  превращая в ртутную соль).

4) Вытереть место,  где разбилась лампа влажной  тряпкой с раствором хлорки.

5) Пакет нужно  закопать в землю, докопав яму  до глины (так же можно утилизировать  сгоревшую лампу). Лучше не выбрасывать  лампу в мусорную корзину –  от одной вашей лампы никакого  загрязнения не произойдет, но  если так будут поступать все  вокруг, то в течение десятилетий  на свалках появится ртуть  в заметных количествах. 

Воздействие ртути  на растения 

      Минимальное количество ртути  накапливается в растениях, произрастающих  на почвах с низкими ее концентрациями, но по мере повышения концентрации  в почве содержание ртути в  надземных и корневых органах  растений увеличивается. Повышение  уровня содержания гуминовых  кислот в почве снижает количество  ртути, усваиваемой растениями, за  счет образования ртутьорганических  комплексов. Под воздействием микроорганизмов  такие комплексы могут разрушаться  с образованием металлической  ртути, которая, испаряясь, вновь  поступает в атмосферу. Водоросли могут поглощать ртуть из загрязненного донного грунта и служат ее источником для многих организмов. У высших растений корни играют роль барьера, накапливая ее. Ртуть, поступающая из атмосферы в виде паров, сорбируется и прочно удерживается высшими споровыми и хвойными растениями. Она вызывает ингибирование клеточного дыхания, понижение ферментативной активности и др. 

      Воздействие ртути на животных 

      Соли двухвалентной ртути, особенно  органические, легко поглощаются  водными организмами: водные беспозвоночные  накапливают ее в высоких концентрациях,  рыбы также поглощают этот  металл и удерживают его в  тканях главным образом в виде  метилртути. Поступление ртути в  организм рыбы сильно зависит  от (рН) воды: в кислой среде этот процесс протекает более интенсивно. 

          Доказано, что поступающая в водную  экосистему ртуть аккумулируется  и трансформируется в каждом  последующем звене водной пищевой  цепи, достигая максимального содержания  на ее вершине: простейшие и бактерии = фито- и зоопланктон = бентосные организмы = рыбы = рыбоядные птицы и звери. В большей степени токсическому воздействию ртути подвержены самцы. Стимуляция отдельных биологических процессов, характерная для начальных этапов накопления ртути водными животными,  постепенно переходит в фазу угнетения важных для жизни и воспроизводства функций, а главное, резко снижает жизнеспособность потомства. Данный процесс является общебиологическим, т.е. имеет принципиальное значение для всех видов животных.

      Воздействие ртути на человека 

      Основным источником поступления  ртути и ее соединений в  организм человека является рыба. Так, исследования показали, что  у тех, кто не ест рыбы, уровень  ртути в крови составляет примерно 2 мкг/л, а у тех, кто ест  рыбу три раза в неделю, этот  уровень достигает 10 мкг/л. При  поступлении ртути в организм  человека в повышенных концентрациях  она способна накапливаться во  внутренних органах: почках, печени, головном мозге; в крови, грудном  молоке, моче и волосах. Относительное  содержание ртути в эритроцитах  одного и того же человека  может меняться более чем в  5 раз. Интоксикация происходит  в основном через дыхательные  пути, что обусловлено высокой  летучестью ртути. Вдыхаемые элементарная  ртуть и ее неорганические  соединения всасываются на 80–85%. В желудочно-кишечном тракте человека  элементарная ртуть практически  не всасывается, а неорганические  соли всасываются на 8–15%, метилртуть  – практически полностью. Соли  и кислород воздуха, содержащиеся  в крови, способствуют поглощению  ртути, ее окислению и образованию  ртутных солей. Многие формы  ртути способны проникать в  организм человека через кожу. 

      Ртуть принадлежит к числу  тиоловых ядов, нарушающих белковый  обмен и ферментативную деятельность  организма. Она токсична для  человека практически в любом  своем состоянии и отличается  широким спектром и разнообразием  проявлений вредного действия. Наряду  с отравлениями ртуть и ее  соединения влияют на половые  железы, воздействуют на зародыши, вызывают пороки развития и  уродства, приводят к генетическим  изменениям. Особенно сильно ртуть  поражает нервную и выделительную  системы. Воздействие ртутьорганических  соединений приводит к тяжелым  поражениям центральной нервной  системы, мышечным расстройствам,  нарушению зрения и слуха, расстройству речи, боли в конечностях. Эти явления практически необратимы и требуют длительного лечения, хотя бы для их снижения. К тому же, они проявляются спустя месяцы и даже годы после воздействия метилртути на человека, высокая токсичность малых доз которой обусловлена ее способностью проходить через биологические мембраны, проникать в головной и спинной мозг, в периферические нервы, преодолевать плацентарный барьер и накапливаться в плоде. У матерей, перенесших легкое отравление ртутью, рождались дети с церебральным параличом, поскольку внутриутробный период представляет стадию жизненного цикла, чувствительную к воздействию этого металла. У кормящих матерей метилртуть попадает в грудное молоко и затем в кровь младенцев. При воздействии паров ртути возможны острые (проявляются быстро, обычно при относительно больших дозах) и хронические (влияние малых доз ртути в течение достаточно длительного периода) отравления. Для непроизводственных условий наиболее типичны именно хронические отравления людей. В данном случае, как правило, источники ртутного загрязнения, существующие в помещениях, носят скрытый характер, влияют на людей постоянно или в течение очень длительного времени и всегда требуют специальных усилий для своего выявления и последующей ликвидации. 

      3.Удельный и валовый выброс 

     Удельный выброс представляет собой массовый выброс загрязняющего вещества, приходящийся на единицу подводимой к топке энергии или на единицу сожженного условного топлива при нормальной мощности котла. Этот показатель служит критерием экологического совершенства энергетической установки, и его рекомендуется использовать в качестве основного параметра, регламентирующего выбросы вредных веществ в атмосферу от ТЭС. 

     Валовый  выброс - сумма масс выбросов отдельных загрязняющих веществ, ежегодно поступающих в атмосферный воздух от всех стационарных источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух, эксплуатируемых природопользователем.  

     В радиусе 5 км от организованного источника выброса выпадает не более 6—10% валового выброса ртути, а около 60 % переносится на расстояния до 100 км. 
 

     4. Мероприятия по сокращению выброса  ртути в окружающую среду

     Методы предварительной очистки выбросов от ртути при сжигании угля.

     Основными мерами предварительной очистки, направленными на сокращение выбросов различных загрязнителей в процессе сжигания угля, в том числе на сокращение выбросов ртути, являются промывка топлива и замена топлива.

1. Мойка угля

Очистка угля производится в воде, плотной среде или сухой  среде. Процессы физической очистки  основываются на разнице в удельном весе или поверхностых свойствах  между углем и его примесями. На ныне существующих объектах для  физической очистки угля обычно используются такие устройства, как калибраторы, концентрационные столы и камеры пенной флотации.

2. Переход на другое топливо

На электростанциях  общего пользования часто рассматриваются  следующие варианты замещения топлива:

• переход с высоко- на низкосернистые угли, которые сжигаются по применяемой технологии выработки электроэнергии из угля (включая непосредственное переключение с поставок высокосернистых углей на поставки низкосернистых углей, смешивание высоко- и низкосернистых углей, очистку высоко- и среднесернистых углей или сочетание очистки и смешивания);
• расширение использования природного газа или нефтепродуктов; и
• расширение использования альтернативных топлив или импорт электричества для удовлетворения потребности в выработке электроэнергии на уровне базисной нагрузки.