"Химия. Базовый уровень", Кузнецова Н.Е., Гара Н.Н.
Органические загрязнители — вещества, которые попадают в воздух, воду или почву и нарушают состояние окружающей среды. Они могут поступать со стоками, из сельского хозяйства и транспорта, а также при разливах нефти. Одни быстро разлагаются, но при этом расходуют кислород в водоёмах; другие долго сохраняются и накапливаются в организмах. Знание источников и свойств загрязнителей помогает выбирать способы очистки и предотвращать вред природе.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Органический загрязнитель — органическое вещество, которое попало в окружающую среду и нарушает её состояние или вредит живым организмам. Само происхождение вещества ещё не означает, что оно опасно: значение имеют его свойства, количество и место попадания. Это понятие помогает отличать безвредное присутствие вещества от загрязнения, которое причиняет ущерб.
Биологическое разложение — преобразование органических веществ микроорганизмами в другие вещества. Скорость процесса зависит от состава загрязнителя, температуры, наличия кислорода и активности микроорганизмов. Понимание этих условий объясняет, почему один отход исчезает сравнительно быстро, а другой сохраняется дольше.
Стойкий органический загрязнитель — органическое вещество, которое медленно разрушается в природных условиях. Поэтому оно долго остаётся в воде, почве или организмах, а некоторые такие вещества способны накапливаться в живых тканях и передаваться по пищевым цепям. Понятие стойкости нужно, чтобы оценивать не только немедленное, но и длительное воздействие загрязнения.
Поверхностно-активные вещества (ПАВ) — вещества, которые влияют на свойства поверхности и границы раздела сред; их применяют, в частности, в моющих средствах. С водой ПАВ могут попадать в водоёмы со стоками. Это определение помогает распознавать повседневный источник загрязнения и понимать, почему бытовые средства требуют правильного использования и утилизации.
Органические загрязнители попадают в окружающую среду разными путями. Промышленные и бытовые стоки несут остатки сырья, моющих средств и органических отходов; сельское хозяйство может быть источником пестицидов и смытых с полей веществ. Транспорт способствует загрязнению через выхлопы, утечки топлива и масла, а аварии при перевозке или хранении нефти приводят к разливам. Поэтому защита требует учитывать не только производство, но и быт, земледелие и перевозки.
Нефтепродукты легче растекаются по поверхности воды, образуя тонкую плёнку. Она затрудняет газообмен между водоёмом и воздухом, поэтому пополнение воды кислородом может ухудшиться. Кроме того, контакт с нефтепродуктами повреждает или загрязняет водные организмы, а у птиц склеивает оперение и ухудшает его защитные свойства. Именно поэтому даже локальный разлив способен затронуть разные группы живых организмов.
Когда в водоём поступает много органических веществ, микроорганизмы получают обильный материал для питания и активнее его разлагают. Для многих процессов разложения им нужен растворённый кислород, поэтому его содержание в воде снижается. Рыбам и другим организмам кислород необходим для дыхания; при его нехватке они испытывают стресс или погибают. Значит, быстрое разложение не всегда означает быстрое исчезновение последствий загрязнения.
Быстро разлагаемые органические загрязнители обычно связаны с бытовыми или пищевыми отходами и некоторыми стоками. Они могут сравнительно скоро преобразоваться, но в большом количестве вызывают расход кислорода и ухудшение качества воды. Стойкие вещества, например некоторые пестициды, поступают с сельскохозяйственных угодий и сохраняются в среде намного дольше. Если они накапливаются в организмах, загрязнение может переходить от одного звена пищевой цепи к следующему.
Предотвращение загрязнения начинается с уменьшения количества отходов и снижения использования опасных веществ там, где это возможно. Стоки нужно очищать подходящими для их состава методами, поскольку одна технология не обязательно удалит все загрязнители. Химикаты следует хранить и утилизировать безопасно, не сливая их в канализацию или на землю. Для защиты от нефтяного загрязнения необходимы исправное оборудование, контроль перевозок и быстрое обнаружение утечек.
| Группа или пример загрязнителя | Основные источники | Возможное воздействие | Меры предотвращения или очистки |
|---|---|---|---|
| Нефть и нефтепродукты | Добыча и перевозка нефти, транспорт, утечки топлива и масла | Плёнка затрудняет газообмен; загрязнение вредит водным организмам и птицам | Предупреждать утечки, контролировать оборудование и перевозки, оперативно собирать разливы |
| Поверхностно-активные вещества | Бытовые и промышленные моющие средства, сточные воды | Могут ухудшать качество воды и вредить водным организмам | Очищать стоки, разумно использовать средства, не сливать химикаты в водоёмы |
| Пестициды и другие стойкие органические вещества | Сельское хозяйство, неправильное хранение и утилизация химикатов | Долго сохраняются, могут накапливаться в организмах и пищевых цепях | Соблюдать правила применения, хранения и утилизации, предотвращать смыв с полей |
| Органические вещества бытовых и промышленных стоков | Канализационные сбросы, пищевые производства и другие предприятия | При разложении избытка органики расходуется растворённый кислород | Сокращать сбросы и применять очистку, подходящую для состава стоков |
Сопоставляйте источник загрязнителя с его воздействием: одинаковая мера не подходит для нефти, ПАВ и стойких пестицидов. Столбец с мерами показывает, где нужно предотвращать попадание вещества, а где необходима очистка уже образовавшихся стоков.
Условие. Назовите возможные источники попадания нефтепродуктов в водоём и укажите одну меру предотвращения загрязнения. Чтобы ответить, нужно связать появление нефтепродуктов с деятельностью, при которой нефть или топливо используют, перевозят либо хранят.
Вспомним основные ситуации: перевозка нефти по воде, работа судов и транспорта, утечки топлива или масла с оборудования.
Выберем профилактическую меру, которая не даёт загрязнителю попасть в воду: регулярную проверку трубопроводов, цистерн и ёмкостей хранения.
Ответ. Источниками могут быть аварии при перевозке нефти, утечки топлива с судов и транспорта, повреждение трубопроводов или ёмкостей. Предотвратить загрязнение помогает регулярная проверка и своевременный ремонт оборудования.
Условие. Объясните, почему большое количество органических веществ со сточными водами может снизить содержание кислорода в водоёме. Здесь важно проследить причинную цепочку от поступления отходов до изменения условий дыхания водных организмов.
Сточные воды приносят органические вещества, которые служат питательной средой для микроорганизмов.
Микроорганизмы активнее разлагают избыток органики; в ходе этого процесса они расходуют растворённый в воде кислород.
Если кислорода расходуется больше, чем поступает из воздуха и образуется в водоёме, его концентрация падает, а условия для дыхания рыб ухудшаются.
Ответ. Избыток органики усиливает деятельность микроорганизмов, которые тратят растворённый кислород на её разложение. При нехватке кислорода водные организмы могут погибнуть.
Условие. Сравните быстро разлагаемое органическое вещество и стойкий пестицид. Нужно определить, какой загрязнитель вероятнее сохранится надолго и накопится в пищевых цепях, а затем обосновать выбор его свойствами.
Быстро разлагаемое вещество микроорганизмы и природные процессы преобразуют сравнительно скоро, поэтому его длительное присутствие менее вероятно.
Стойкий пестицид медленно разрушается, дольше остаётся в среде и может попадать в живые организмы.
Если организм не успевает вывести или разрушить загрязнитель, его содержание может увеличиваться; затем вещество способно передаваться по пищевой цепи.
Ответ. Вероятнее долго сохраняться и накапливаться будет стойкий пестицид, поскольку он медленно разлагается и может задерживаться в организмах. Быстрое разложение уменьшает длительность воздействия, хотя избыток такого вещества в воде всё равно способен вызвать расход кислорода.
Ошибка: считать любое органическое вещество опасным само по себе. Так думают, потому что слово «загрязнитель» связывают со всеми органическими веществами, хотя вред зависит от конкретного состава, количества и условий попадания. Проверьте себя: можете ли вы назвать, какое именно свойство вещества или какая его концентрация вызывает опасность? Если нет, вывод о вреде пока не обоснован.
Ошибка: считать, что биоразлагаемый загрязнитель исчезает мгновенно и потому безопасен. Разложение требует времени, а при избытке органики микроорганизмы расходуют растворённый кислород. Проверяйте вывод вопросом: что происходит с водоёмом, пока идёт разложение? Если кислорода становится меньше, воздействие может быть серьёзным.
Ошибка: ожидать, что очистка стоков полностью удалит любой загрязнитель. Такой вывод возникает из представления об очистке как об одной универсальной операции, но результат зависит от состава стоков и применяемых методов. Проверьте себя: подходит ли выбранная технология именно для этого вещества? Для ответа нужно учитывать свойства загрязнителя и возможности очистки.
Ошибка: полагать, что разбавление загрязнителя водой решает проблему. При разбавлении концентрация может снизиться, но само вещество не обязательно исчезает и может распространиться дальше. Чтобы проверить решение, спросите, было ли загрязнение удалено или преобразовано. Если вещество осталось в среде, одного разбавления недостаточно.
Для понимания темы нужно знать, что органические вещества содержат углерод, и уметь приводить примеры их источников в быту и промышленности. Это помогает распознавать, какие отходы могут попадать в окружающую среду. Названия веществ и их происхождение позволяют точнее оценивать возможное воздействие.
Тема связана со свойствами углеводородов и их производных, а также с окислением органических веществ. Эти знания помогают объяснить, почему загрязнители ведут себя по-разному и какие превращения происходят при их разложении. В частности, биологическое разложение связано с работой микроорганизмов и расходованием кислорода.
Полученные представления пригодятся при изучении очистки воды, круговорота веществ, экологии и рационального природопользования. Они помогают оценивать не только отдельное вещество, но и последствия его попадания в экосистему. На этой основе можно выбирать меры, которые уменьшают загрязнение до того, как оно распространится.
Почему органические вещества могут загрязнять окружающую среду?
Вред зависит от свойств вещества, его количества и места попадания. Избыток органики в воде расходует кислород при разложении, а некоторые вещества токсичны или долго сохраняются в природе.
Чем стойкие органические загрязнители отличаются от быстро разлагаемых?
Быстро разлагаемые вещества сравнительно скоро преобразуются микроорганизмами и другими природными процессами. Стойкие загрязнители медленно разрушаются, поэтому дольше воздействуют на среду и могут накапливаться в организмах и пищевых цепях.
Почему избыток органики в водоёме может привести к гибели рыб?
Микроорганизмы разлагают органические вещества и используют растворённый в воде кислород для дыхания. Если кислорода становится слишком мало, рыбы и другие водные организмы не могут нормально дышать и могут погибнуть.
Чем опасно попадание нефтепродуктов в воду?
Нефтепродукты могут образовать на поверхности плёнку, которая затрудняет обмен кислородом и другими газами между водой и воздухом. Они также вредят водным организмам и загрязняют оперение птиц.
Какие меры помогают уменьшить загрязнение среды органическими веществами?
Нужно сокращать образование отходов, очищать сточные воды и безопасно обращаться с химикатами. Предотвращение утечек нефти и других веществ также не позволяет загрязнителям попасть в окружающую среду.
§ 43. Экологические проблемы и защита окружающей среды от загрязняющего воздействия органических веществ
