Temat: Odpady chemiczne jako problem XXI wieku.
Zanieczyszczeniami gleb i gruntów są wszelkie związki chemiczne i pierwiastki promieniotwórcze, a także mikroorganizmy, które występują w glebach w zwiększonych ilościach. Pochodzą m.in. ze stałych i ciekłych odpadów przemysłowych i komunalnych, gazów i pyłów emitowanych z zakładów przemysłowych (chemicznych, petrochemicznych, cementowni, hut, elektrowni itp.), gazów wydechowych silników spalinowych oraz z substancji stosowanych w rolnictwie (nawozy sztuczne, środki ochrony roślin). Zanieczyszczenia zmieniają gleby pod względem chemicznym, fizycznym i biologicznym. Obniżają jej urodzajność, czyli powodują zmniejszenie plonów i obniżenie ich jakości, zakłócają przebieg wegetacji roślin, niszczą walory ekologiczne i estetyczne szaty roślinnej, a także mogą powodować korozję fundamentów budynków i konstrukcji inżynierskich, np. rurociągów. Zanieczyszczenia gleb mogą ulegać depozycji do środowiska wodnego na skutek wymywania szkodliwych substancji powodują tym samym zanieczyszczenie wód.
Zanieczyszczenie gleby metalami ciężkimi. Działania na rzecz redukcji skażenia środowiska naturalnego mają kluczowe znaczenie dla dalszego istnienia życia na Ziemi. Są one bardzo kosztowne i muszą być podejmowane przez rządy i organizacje międzynarodowe. Oznacza to, że wszyscy ludzie będą musieli ponieść część kosztów utrzymania życia na naszej planecie. Ponieważ w rezultacie postępu technologicznego w przemyśle i rolnictwie produkowanych jest coraz więcej szkodliwych zanieczyszczeń, dlatego powstają gazy, ciecze, odpady, śmieci i ścieki z gospodarstw domowych. Wszystko to jest źródłem zanieczyszczenia powietrza, gleb i wód. W niektórych rejonach poziom skażenia jest już niebezpiecznie wysoki. W warunkach naturalnej równowagi odpady ulegają rozkładowi i powstają substancje niezbędne do prawidłowego funkcjonowania ekosystemu.
Trujące gazy dostawały się do atmosfery „od zawsze” z czynnych wulkanów i zawsze jednym z najbardziej szkodliwych był dwutlenek siarki. Wulkany wyrzucały dużo ilości pyłów. Źródłem skażenia były także pożary lasów, które wybuchały w sposób naturalny.Z czasem liczba „ognisk” z obozowisk ludzkich zwiększała się, szczególnie w miastach.Zanieczyszczenie atmosfery jest często widoczne gołym okiem. Nieobcy jest nam widok dymiących kominów oraz sadzy wydobywającej się z rur wydechowych samochodów.Dym jest mieszaniną wielu związków chemicznych. Jego toksyczność wzrasta przy słonecznej pogodzie wskutek zachodzenia reakcji zapoczątkowanych przez promieniowanie słoneczne. W rezultacie tworzy się smog, ciężka, zalegająca nad ziemią dymo- mgła.Dla Londynu był i jest charakterystyczny smog posiadający nieprzyjemny zapach i powodujący łzawienie.Ogrzewanie wielomilionowego miasta mnóstwem piecyków węglowych instalowanych w każdym domku jednorodzinnym powodowało w zimie ogromną emisję dymu, który zalegał nad miastem całymi tygodniami. Ten smog, nawet bardziej od przemysłu stał się przyczyną nieszczęścia.W 1952 roku w Londynie zmarło w okresie bożenarodzeniowym ok.4000 osób ponad normalny stan śmiertelności. Dopiero wydana przez brytyjski parlament ustawa polepszyła sytuację.Mówiła ona, że nie wolno używać takiego paliwa, które wydziela dużo dymu. Smog występował i występuje w Zagłębiu Ruhry, na Górnym Śląsku i w przemysłowych północnych Czechach. Efektem zatrucia atmosfery jest wzrost zachorowalności na astmę i bronchit. W walce z zanieczyszczeniami powietrza władze lokalne decydują się często na instalowanie systemów monitorujących skażenie np. w Krakowie jest taki monitoring. Mierzy się stężenie metali ciężkich, tlenków azotu, dwutlenku siarki oraz czadu, czyli CO.
Skażenie powietrza ma niszczący wpływ na środowisko. Wyrzucane przez zakłady przemysłowe w powietrze trujące gazy / głównie dwutlenek siarki i tlenek węgla/wędrują z wiatrem nieraz na duże odległości. Gdy napotykają na swojej drodze masywy górskie ulegają kondensacji i spadają na ziemię z deszczem. Tak rodzą się kwaśne deszcze.One to zdewastowały wielkie połacie lasów w polskich i czeskich Sudetach/ Góry Izerskie/.Klęska ekologiczna w lasach ma olbrzymi wpływ na równowagę całego środowiska.Związki chemiczne powodujące skażenie atmosfery pojawiają się w łańcuchu pokarmowym gdyż są pochłaniane przez komórki roślin rosnących na skażonych terenach. Żywność też nie jest od nich wolna.Występuje w niej ołów, który, mimo że zjadany w śladowych ilościach, ma niszczący wpływ na układ nerwowy człowieka. Ołów emitowany jest do atmosfery przez pojazdy, gdyż czteroetylen ołowiu był do niedawna stosowany, jako główny dodatek do benzyn. Dziś coraz częściej stosuje się benzynę bezołowiową. Dawniej ołów był jednym ze s składników farb. Dziś ograniczono go do ilości śladowych. Innym poważnym zagrożeniem powietrza jest związek freon, który wykorzystywany był w puszkach z aerozolami.Również był w lodówkach i chłodziarkach.Gaz ten uwalniany do atmosfery wędruje do górnych warstw, gdzie powoduje rozkład ozonu. Powstaje wtedy tzw. dziura ozonowa, która może powodować raka skóry ze względu na coraz rzadszą powłokę ozonu. Podejrzewa się, że może powodować zmiany w kodzie genetycznym. Dziś stosowanie freonów jest zakazane w większości państw. Te jednak, które stosują spowodują powiększanie się tej dziury ozonowej, bo dotychczas jeszcze nie wszystek gaz dotarł do górnych warstw atmosfery. Ubytki ozonu będą prawdopodobnie się powiększać. Nowszym rodzajem zanieczyszczeń powietrza, wyjątkowo groźnym dla organizmów żywych są substancje i pyły radioaktywne. Źródłem ich są zakłady przeróbki rud uranowych, działalność reaktorów atomowych, zakłady przeróbki produktów z reaktorów i przede wszystkim wybuchy jądrowe np. wybuch w Czarnobylu. Wszelkie zanieczyszczenia powietrza, a więc zarówno pyły i substancje radioaktywne oraz inne gazy i pyły, ze względu na zasięg oddziaływania stanowią problem o charakterze międzynarodowym. Również o takim charakterze ma znaczenie zanieczyszczenie wód. Szczególnie dotyczy to mórz i oceanów, np. Morze Bałtyckie jest w katastrofalnym stanie ze względu na to, że różne państwa nie dbają o jego czystość. Brudne rzeki spływają do mórz i w rezultacie wiele km plaż jest zanieczyszczonych w stopniu zagrażającym zdrowiu ludzi. Przez długi czas w wielu miejscowościach na polskim wybrzeżu Bałtyku obowiązywał zakaz kąpieli. Podobne zjawiska znane są tez z innych rejonów świata. Innym problemem są katastrofy tankowców, powodujące bardzo poważne zatrucie wielu kilometrów plaż oraz wielkich akwenów morskich. Straty w populacji ptaków morskich po awarii tankowca u wybrzeży Alaski udało się zniwelować dopiero po 7 latach od katastrofy 1989 r., ale mimo stosunkowo szybkiej odbudowy populacji niektórych dużych, silnych gatunków, liczebność innych jest wciąż mała w porównaniu do sytuacji sprzed tragedii. Kiedyś przy usuwaniu skutków katastrofalnych wycieków ropy naftowej powszechnie używano detergentów, powodując rozbicie oleistej powłoki. Dziś wiadomo, że ich stosowanie może potęgować szkody wyrządzone przez samą ropę. W pewnych sytuacjach pozwala się na naturalne rozproszenie i zneutralizowanie ropy. Źródłem nadziei jest przykład Anglii, który świadczy, że można odnowić biologicznie zanieczyszczoną rzekę. Tamiza, która stanowiła otwarty kanał ściekowy. Były tam tylko bakterie gnilne. W 1960 r. podjęto działania by przywrócić jej naturalny stan. Obecnie przywrócono rzekę do życia-nawet żyją w niej łososie. Skażenia, które wpuszczane są w powietrze w większości trafiają potem do gleby. Jedna z dróg niszczenia to wypłukiwanie wapnia magnezu. Jeżeli gleba jest mało zasobna w te pierwiastki niszczenie nie będzie tak szybko następować jak u gleb ubogich. Tempo niszczenia zależy między innymi od własnej odporności gleby, od jej żyzności i zasobności. Na nizinach Polski mamy ogromne powierzchnie lasów sosnowych, rosnących cierpi ona szczególnie wielostronnie od kwaśnych deszczów i postępującego zakwaszenia jej samej. Zakwaszanie powoduje wypłukiwanie zasobów takich pierwiastków ja magnez i wapń. Po usunięciu wapnia w glebie pojawia się trujący jon glinu, który jest problemem dzisiejszych gleb w Polsce. Zakwaszenie eliminuje wiele bakterii glebowych i hamuje proces nitryfikacji. W glebach zanieczyszczonych metalami ciężkimi zakwaszenie powoduje większą szkodliwość tych pierwiastków. Metale wtedy przechodzą w postać jonową, bardziej ruchliwą i toksyczną. Przy tym samym stężeniu metali rośliny pobierają ich znacznie więcej z gleb zakwaszonych. Lekarstwem dla gleby jest wapnowanie, dostarczanie do gleby naturalnych skał zawierających wapń i magnez - wapieni i dolomitów, albo różnych postaci wapna nawozowego. W Polsce ok.35-50% powierzchni ziemi uprawnej pilnie potrzebuje wapnowania.
Zanieczyszczenia gleby należą do najtrudniejszych do kontrolowania i usunięcia. Glebę zanieczyszczają śmieci domowe i przemysłowe, trafiające na wysypiska. Również wysuszone i sprasowane osady z oczyszczalni ścieków są składowane na lądzie. Osady te zawierają wiele cennych związków azotu i fosforu wzbogacając glebę, lecz nie rzadko zawierają metale ciężkie i inne trucizny. Zwykle śmieci oraz ścieki domowe i część przemysłowych ulegają rozkładowi w glebie. Lecz nie wszystkie szkodliwe substancje znikają tak łatwo. Również stosowany jest monitoring zawartości szczególnie szkodliwych substancji w glebie, tkankach żywych roślin i zwierząt, w żywności i w ciałach ludzi. Miejsca składowania odpadów muszą być ściśle kontrolowane. Wiele długoletnich wysypisk śmieci zrekultywowano urządzając tam parki, strefy zieleni a nawet osiedla mieszkaniowe. Jednak takie postępowanie nie jest zalecane w przypadku tych obszarów, gdzie składowano materiały silnie toksyczne, gdyż mogą one emitować szkodliwe dla zdrowia gazy.
Wiele organizacji i grup nieformalnych walczy o częstsze i zdrowsze środowisko. Niektóre z prowadzonych kampanii ma charakter lokalny. Często w szkołach organizuje się tzw. sprzątanie świata. To wszystko jest kropla w morzu potrzeb. Działania grup takich jak Greenpiece jest zbyt małym osiągnięciem w potrzebach całego świata. My w życiu codziennym możemy przyczynić się do redukcji zanieczyszczeń przez sortowanie śmieci. Należałoby również zrezygnować z kupowania żywności w dużych nierozkładalnych opakowaniach, co pozwoliłoby na istotne ograniczenie śmieci.
Odpady przemysłowe, już sama nazwa mówi nam, że pochodzą z różnych rodzajów przemysłu. Ich głównymi źródłami są zakłady produkcyjne jak i elektrownie, elektrociepłownie itd. Można wyróżnić różne rodzaje odpadów przemysłowych. Z przemysłu spożywczego powstaje bardzo duża ilość odpadów organicznych, tzn. pochodzenia roślinnego i zwierzęcego. Przemysł cementowy oraz wszystkie przemysły, gdzie produktami są sypkie materiały, dają wielkie ilości pyłów. Bardzo duża ilość odpadów powstaje z przemysłu hodowlanego, ponieważ do oczyszczalni ścieków odprowadza się jedynie zawiesiny lub też płyny. Odpady stałe są składowane i wykorzystywane do nawożenia, ponieważ są one bogate w związki azotu. Każdy rozdaj przemysłu jest dostarczycielem pewnej ilości odpadów. Specyficzną grupą odpadów przemysłowych stanowią odpady niebezpieczne. Występują one w bardzo wieli zakładach przemysłowych, jednak trudno jest ograniczyć ich ilość. Ograniczanie zagrożeń stwarzanych przez te odpady polega na ich unieszkodliwianiu. Ich wprowadzanie do środowiska (w sposób niekontrolowany) polega na negatywnych skutkach w przyrodzie i w życiu człowieka. Odpady niebezpieczne głównie pochodzą z przemysłu, rolnictwa, transportu, laboratoriów. Do tych odpadów także zalicza się pewną część odpadów komunalnych.
Większość odpadów posiada takie cech jak:
palność (podatność do zapłonu i palenia się w stałym silnym płomieniem)
korozyjność (niszczenie materiałów konstrukcyjnych)
reaktywność (zdolność do działań polegający na eksplozji, wydzielaniu się gazów toksycznych, reakcjach chemicznych) Szkodliwość odpadów określa się na podstawie analizy składu wody, ustaleń wartości progowych, dla danych kryteriów (jako kryterium możemy też dać obecność substancji toksycznej, pochodzenie odpadów) Jednaj największa ilość odpadów powstaje w kopalniach.
odpady górnictwa kamiennego
odpady górnictwa rud metali niezależnych i surowców chemicznych
odpady energetyczne
Odpady komunalne są to odpady powstające w gospodarstwach domowych, do nich również zaliczamy odpady, które nie zawierają substancji niebezpiecznych, także które są podobne do odpadów domowych. Odpady komunalne (OKS) są zróżnicowane pod względem fizycznym jak i chemicznym. Odpady komunalne w Polsce zawierają ok. 40-50% substancji organicznych, zawartość azotu wynosi ok. 0,53-0,87%, potasu 0,14-0,48%, części mineralne stanowią 50-60% (w tym 30% popiołów). Odpady stałe zawierają także śladowe ilości pierwiastków, takich jak: miedź, cynk, kobalt, nikiel, kadm, chrom, rtęć, ołów), które występują w formach łatwo rozpuszczalnych. Składniki organiczne zawarte w odpadach komunalnych ulegają przemianom biochemicznym i oddziaływają na środowisko jako: dwutlenek węgla, amoniak, siarkowodór, metan, azotany, siarczany i inne. Odpady komunalne stanowią zagrożenie dla środowiska poprzez możliwość skażenia powietrza, wód gruntowych i powierzchniowych, mikroorganizmami chorobotwórczymi. Na wysypiskach odpadów komunalnych występują dobre warunki do żerowania dla much, gryzoni i ptaków, przez co zarazki różnych chorób mogą być przenoszone na inne tereny. Co roku ilość odpadów komunalnych rośnie.
Charakterystyka opadów komunalnych stałych (OKS)
zmienność ilościowo-jakościowa w cyklu wieloletnim, rocznym, i w różnych porach
niejednorodność składu morfologicznego (surowcowego) i chemicznego
potencjalne zagrożenie zakażeniem, związane z obecnością drobnoustrojów chorobotwórczych w mechanicznych odpadkach komunalnych, ciekłych odpadach komunalnych
niestabilność, podatność na gnicie, wydzielanie oparów
zanieczyszczenie poszczególnych składników odpadów komunalnych
Zagospodarowanie odpadów przemysłowych, ze wzglądu na środowisko dzielimy na:
masy mineralne, czyli takie które zawierają bardzo małe ilości substancji organicznej, które wykazują bardzo słabą aktywność biologiczną
masy organiczno-mineralne - w których silnie rozproszone koloidy organiczne, są zespolone z koloidami mineralnymi tworząc kompleks organiczno-mineralny
masy organiczne - w tych masach zawartość substancji mineralnej może być duża, jednak substancja organiczna decyduje to o właściwościach całej masy
Odpady oprócz zawartości organicznych, wyznaczają właściwości fizyczne, chemiczne jak i biologiczne substancji budującej odpad m.in.: skład granulometryczny, wielkość i charakter zasolenia, zawartość substancji toksycznych (tzw. „czarnych”) oraz radioaktywnych. Większość odpadów, prócz toksycznych można wykorzystać do celów biologicznej rekultywacji gruntów. Z większości oczyszczalni przemysłowych, osady zawierają ponad połowę substancji organicznej, które obfitują w wiele składników pokarmowych dla roślin, zwiększają chłonność gleby, w stosunku do wody oraz do nawozów mineralnych (właściwości koloidalne). Odpady są używane do celów melioracyjnych. Do nawożenia można używać zarówno jedno jak i dwuskładnikowe odpady (czyli takie, które nie mają większego zastosowania w reaktywacji i melioracyjnym użyźnianiu). Do przebudowy tekstury gleb najsłabszych, wykorzystujemy odpady o dużej zawartości cząstek gliniastych, do przebudowy profilu glebowego potrzeba odpady organiczno-mineralne i mineralne odpady płynne. Odpady można także wykorzystywać wtórnie, jednak poprzedzić to musi odpowiednie sortowanie. Także do zagospodarowania odpadów zaliczamy składowanie i utylizacje. Sortowanie odpadów może odbywać się ręcznie lub mechanicznie i celem takiego sortowania jest odzysk papieru, szkła, tworzyw sztucznych i metali.
3