Влияние отходов прошлого на организм человека

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МКОУ Средняя общеобразовательная школа п.Ола

Научно-исследовательская работа

по химии

Влияние отходов прошлого на организм человека

Выполнила: ученица 10 «Б» класса

Гайфулина Елена Нургалиевна

Научный руководитель: учитель

биологии – химии, аспирант ДальГАУ

Фандеева Яна Дмитриевна

Ола, 2013 год

                                                     Содержание

Введение…………………………………………………………………………3

1. Теоретическая часть…………………………………………………………4

1. Классификация отходов…………………………………………………..4
2. Виды промышленных отходов…………………………………………...5
3. Как обращаться с отходами?.......................................................................8
4. Влияние отходов на организм человека……………………………….13
5. История Ольского рыбзавода……………………………………………14

1. Практическая часть………………………………………………………15

Заключение…………………………………………………………………….17

Список используемой литературы…………………………………………...18

                           Введение

Экологические проблемы загрязнение окружающей среды, выброс отходов является проблемой номер один не только для Министерства по охране окружающей среды, но и для государства в целом. Отходы и наше обращение с ними привели к ряду экологических проблем, например, к выбросу газов, вызывающих парниковой эффект, тяжелых металлов и других экологически вредных химических веществ. Пока существует жизнь на земле, человечество производит отходы. Столько же времени стоит задача: решения проблемы отходов эффективнее и наиболее экологическим способом. От решения данной проблемы зависит благополучие и существование человечества.

Цель: Исследование загрязненности отходами, на территории бывшего Ольского рыбозавода и влияние на организм человека.

Задачи:

1.        Проанализировать литературные источники, посвященные данной проблеме;

2.        Познакомиться с методами определения химических элементов в почве;

3.        В химической лаборатории провести целый комплекс работ;

4.        Провести соцопрос среди учащихся и их родителей по данной теме;

5.        Сформулировать выводы по данной проблеме.

Объект исследования: территория бывшего Ольского рыбозавода.

Методика исследования: составлен план, разработаны мероприятия:

1.        Изучение состояния вопроса;

2.        Изучение литературы;

3.        Экспериментальные опыты.

                               1. Теоретическая часть.                              

  1. 1. Классификация отходов.

Одним из основных источников загрязнения урбанизированных территорий являются промышленные, образующиеся в результате производственного процесса, и твердые бытовые отходы (ТБО), возникающие в процессе жизни человека в жилище и амортизации предметов быта. Не меньшее значение как загрязнитель окружающей среды имеют и сточные городские воды, объединяющие производственные, бытовые и дождевые воды.

В крупных городах Белоруссии ежегодно накапливается до 104 кг. и более отходов на одного жителя, в целом же промышленными методами перерабатывается только 3,5% ТБО, остальное вывозится на свалки и полигоны [9].

Отходы делятся на два основных класса:

1. отходы производства

2. отходы потребления

Отходы потребления включают в себя:

1. твердые бытовые отходы (ТБО)

2. изношенная сложная бытовая техника

3. отходы от ремонта жилого фонда

Все отходы подразделяются на пять классов опасности по воздействию на окружающую природную среду:

I класс опасности - чрезвычайно опасные. Период восстановления отсутствует. (мышьяк, кадмий, ртуть, селен, цинк, свинец, фтор, бензопирен).

 II класс опасности - высоко опасные. Период восстановления не менее 30 лет. (бор, кобальт, молибден, никель, медь, сурьма, хром)

III класс опасности - умеренно опасные. Период восстановления не менее 10 лет. (барий, вольфрам, ванадий, марганец, стронций, ацетофенон)

IV класс опасности - малоопасные. Период самовосстановления не менее 3-х лет.

V класс опасности - практически неопасные. Воздействие на окружающую природную среду практически не нарушена.

Промышленные отходы - К промышленным отходам относятся продукты, материалы, изделия и вещества, образующиеся в результате производственной деятельности человека, оказывающие негативное влияние на окружающую среду, вторичное использование которых на данном предприятии нерентабельно.

К токсичным промышленным отходам относятся физиологически активные вещества, образующиеся в процессе технологического производственного цикла и обладающие выраженным токсическим действием на теплокровных животных, а также на человека.

Строительные отходы - К ним относятся твердые минеральные отходы (керамзит, керамика, асбоцемент, гипс, отходы бетона), древесина и другие материалы, применяющиеся в строительстве. Эти отходы приравниваются к V классу опасности.

Твердые бытовые отходы - Основная масса ТБО состоит из макулатуры, стеклянного боя, не пригодных к дальнейшему употреблению вещей домашнего обихода, пищевых отходов, квартирного и уличного смета, строительного мусора, оставшегося от текущего ремонта квартир, сломанной бытовой техники. Качественный состав ТБО практически не зависит от географического расположения города. Нормы накопления ТБО в городах в значительной мере зависят от степени благоустроенности жилищного фонда, специфичности объектов общественного назначения. Так, среди жилых домов наибольшее количество ТБО отмечено в неблагоустроенных домах с местным отоплением на твердом топливе и без канализации, а среди объектов общественного назначения, торговых и культурно-бытовых учреждений - на городских рынках

1. 2.  Виды промышленных отходов и их утилизация.

Под безотходной технологией понимается идеальная модель производства, которая в большинстве случаев не может быть реализована в полной мере, но с развитием технического прогресса все больше приближается к идеальной. Более конкретно под безотходной технологической системой (БТС) следует понимать такое производство, в результате деятельности которого не происходит выбросов в окружающую среду. Безотходное производство представляет совокупность организационно-технических мероприятий, технологических процессов, оборудования, материалов, обеспечивающих максимальное и комплексное использование сырья и позволяющих свести к минимуму отрицательное воздействие отходов на окружающую среду.

Загрязнение вызывается веществами или совокупностью веществ, поступающих в окружающую среду в процессе производства от промышленного оборудования, очистных сооружений, транспортных устройств, а также из мест накопления отходов.

Рециркуляция представляет собой многократное использование отходов, а также воды, воздуха без очистки или после очистки для производственных целей.

Переработка отходов — технологическая операция или совокупность технологических операций, в результате которых из отходов производится один или несколько видов товарной продукции.

Утилизация отходов более широкое понятие, чем переработка, так как включает все виды их использования, в том числе в качестве топлива для получения тепла и энергии, а также для полива земель в сельском хозяйстве, закладки выработанного горного пространства и т.д.

Обезвреживание отходов — технологическая операция или совокупность операций, в результате которых первичное токсичное вещество или группа веществ превращаются в нейтральные нетоксичные и неразлагающиеся соединения.

Централизованная переработка отходов представляет собой совокупность операций по сбору, транспортированию и переработке отходов на специализированном производственном участке.

Локальная переработка отходов представляет собой совокупность операций по переработке отходов, осуществляемых в зоне действия производственной установки, на которой образуются отходы.

Задачи по реализации безотходной технологии вытекают из следующих положений:

наибольшая часть загрязнений окружающей среды является следствием недостаточного развития промышленной технологии ;

неиспользованные отходы производства — это потери природных ресурсов;

получение и использование вторичного сырья (отходов) с увеличением потребности в естественных материала может стать важным источником повышения производительности общественного труда;

предпосылкой для рационализации промышленной технологии является выработка технико-экономических решений по "замкнутым" технологиям (кругооборот материалов);

единый и экономичный путь решения основных проблем в области обмена веществ между человеком и природой должен осуществляться в масштабах государства.

Анализ отечественных и зарубежных материалов показывает, что безотходная технология может развиваться в четырех основных направлениях:

1. Создание различных видов бессточных технологических систем на базе существующих, внедряемых и перспективных способов очистки. При этом достигается резкое уменьшение потребления воды, но, как правило, образуется вторичное загрязнение в виде твердых осадков или насыщенных растворов.

2. Разработка и внедрение систем переработки отходов производства и потребления, которые следует рассматривать не как экологическую нагрузку, а как BMP. Необходимо учитывать, что при эксплуатации современных систем водо- и газоочистки образуются твердые отходы, представляющие собой сложную концентрированную смесь загрязняющих веществ.

3. Организация принципиально новых процессов получения традиционных видов продукции, позволяющих исключить или сократить этапы переработки или технологические стадии, на которых образуется основное количество отходов.

4. Разработка и создание территориально-промышленных комплексов (ТПК) с замкнутой структурой материальных потоков сырья и отходов внутри ТПК, имеющих минимум выбросов.

Биосфера дает природные ресурсы, из которых в сфере производства изготовляются изделия, при этом образуются отходы. Во многих случаях после соответствующей обработки они могут быть использованы как вторичное сырье или как вторичные носители энергии. Если по техническим или технологическим причинам это невозможно или экономически невыгодно, то их необходимо выводить в биосферу таким образом, чтобы по возможности не наносить вреда естественной окружающей среде. М. Шубертом и П. Летчем (ГДР) предложено общее уравнение баланса по сферам производства и потребления

где R - расход природных ресурсов, кг/с; А - образующееся в сферах производства и потребления количество отходов, кг/с; Sm — средний коэффициент использования отходов, кг/кг; S -- количество веществ, накапливающихся в сферах производства.

 1. 3.  Как обращаться с отходами.

Обращение с отходами - деятельность, связанная с образованием, сбором, перевозкой, хранением и обезвреживанием отходов. Отходы и наше обращение с ними привели к ряду экологических проблем, например, к выбросу газов, вызывающих парниковой эффект, тяжелых металлов и других экологически вредных химических веществ. Опасные отходы содержат ядовитые вещества. Опасные отходы - отходы, которые содержат в своем составе вещества, обладающие каким-либо опасным свойством или их совокупностью (токсичность, инфицированность, взрывоопасность, пожароопасность, высокая реакционная способность или иные подобные свойства) и присутствующие в таком виде, что эти отходы самостоятельно или при вступлении в контакт с другими веществами могут представлять непосредственную или потенциальную опасность, причинение вреда окружающей среде, здоровью человека или имуществу лиц, в том числе вследствие их вредного воздействия на окружающую среду, подразделяются на классы. С ними нельзя обращаться так же, как с обычными потребительскими отходами, поскольку это может привести к серьезному загрязнению окружающей среды или нанести вред людям или животным.

Сейчас мы знаем больше об опасных свойствах многих химических веществ. Все больше и больше опасных веществ, которые раньше размещались на свалках, сейчас собираются и обрабатываются должным образом, но далеко не все. Например, отслужившие электрические приборы и электроника (телевизоры, холодильники и т.д.) продолжают свозиться на свалку, хотя в них присутствуют вредные вещества. Старые свалки содержат большое количество вредных отходов и ядовитых химических веществ, которые годами размещались на них и проникали в окружающую среду.

Поскольку токсичные отходы представляют значительную опасность для окружающей среды, в том числе и для здоровья человека, то их утилизация и захоронение должны проводиться в строгом соответствии с существующими правилами и стандартами. Например, на полигонах ТБО принимаются токсичные отходы только III и IV классов опасности, причем отдельные группы и виды отходов принимаются на полигоны в ограниченном количестве и складируются с соблюдением особых условий. Перечень промышленных отходов, разрешенных к размещению на полигонах (таблица 1) ТБО, регламентируется нормативными документами. К таким отходам, например, относятся: асбоцементный лом, отработанный графит, формовые и стержневые смеси, шлаки (котельных, ТЭЦ, чугунолитейных производств), отходы шлифовальных и абразивных материалов, отходы полимерных, резинотехнических, текстильных, электроизоляционных и других материалов.

Характеристика не утилизируемых промышленных отходов по виду содержащихся в них загрязнений.

Рекомендуемые методы складирования или обезвреживания        

1. Практически инертные. Использование для планировочных работ или совместное складирование с ТБО        
2. Биологически окисляемые легко разлагающиеся органические вещества. Складирование или переработка совместно с ТБО        
3. Слаботоксичные малорастворимые в воде, в том числе при взаимодействии с органическими кислотами.        Складирование совместно с ТБО        
4. Нефтемаслоподобные, не подлежащие регенерации в соответствии с действующими указаниями.        Сжигание, в том числе совместно с твердыми бытовыми отходами        
5. Токсичные, со слабым загрязнением воздуха (превышение ПДК в 2-3 раза). Складирование на специальном полигоне промышленных отходов.        
6. Токсичные.         Групповое или индивидуальное обезвреживание на специальных сооружениях        

Утилизация-применение или расходование отходов после соответствующей обработки (переработка, обезвреживание, а также все виды использования, в том числе закладка выработанного пространства).

Среди методов ликвидации отходов в настоящее время первое место принадлежит полигонам твердых бытовых отходов, на которые вывозят порядка 90-95% отходов (сжигание составляет не выше 10%). При этом сложилось устойчивое мнение: будь-то бы, если ТБО складируются, то тем самым они обезвреживаются. Это далеко от истины. Полигоны - мины замедленного действия, которые будут действовать десятки лет, нанося огромный экологический и социальный ущерб природной среде и, тем самым, населению.

По результатам работ различных авторов, исследовавших все аспекты размещения ТБО на полигонах, отмечается не только сильное поверхностное загрязнение почв на больших территориях, но и подземных вод и грунтов до глубин более 20 м.

Хранение отходов - временное содержание отходов в санкционированных местах их размещения в соответствии с установленными правилами и сроками до их извлечения с целью обезвреживания или использования.

Хранение и захоронение отходов на объекте осуществляется с учетом классов опасности, агрегатного состояния, водорастворимости, класса опасности веществ и их компонентов. Захоронение отходов - изоляция отходов, исключающая возможность дальнейшего их использования и направления на предотвращение взаимодействия этих отходов с окружающей средой, при котором может возникнуть опасность причинения вреда здоровью человека или имуществу лиц. При захоронении отходов, содержащих слаборастворимые вещества Iкласса опасности, должны быть предусмотрены дополнительные меры по гидроизоляции стен и дна котлованов с обеспечением коэффициента фильтрации не более 10-6 см\с. Твердые пастообразные отходы, содержащие растворимые вещества II-III классов опасности нерастворимые в воде, осуществляют в котлованах с гидроизоляцией дна и боковых стенок. Отходы производства и потребления III-IV классов опасности разрешается складировать вместе с твердыми коммунальными отходами в соотношении не более 30% от массы ТКО.

Промышленные отходы, допускаемые для совместного складирования с ТКО, не должны быть взрывоопасными, самовозгораемыми и с влажностью не более 85%. Объекты должны быть обеспеченны централизованными сетями водоснабжения и канализации, допускается использование привозной воды для хозяйственно-бытовых целей в соответствии с гигиеническим заключением.

Предельное количество отходов на территории определяется предприятием по согласованию с органами и учреждениями госсаннадзора на основе классификации отходов: по классу опасности отходов, по их физико-химическим свойствам - агрегатному состоянию (твердые, жидкие), летучести, возможности химических реакций.

Захоронения отходов в воду на болотистых и заливаемых паводковыми водами участках не допускаются.

Вторым направлением утилизации ТБО является переработка в органическое удобрение (компост). Из известных методов переработки (с продувкой воздуха в штабелях, в сетчатых камерах, на жалюзийных полках, в вертикальных башнях) наиболее эффективным и гигиеничным на сегодняшний день является метод биопереработки во вращающихся цилиндрических барабанах (диаметром до 4 метров и длиной до 30-60 метров). Процесс происходит в полной изоляции от человека.

Трудность осуществления данного метода состоит в необходимости сложной сортировки и предварительной переработки ТБО, т.к в отсутствует система целевого сбора отсортированного и незагрязненного вторичного сырья у населения, что влечет за собой необходимость строительства дополнительного завода по сортировке мусора для разделения и сбора вторичного сырья: пленка, бумага, черные и цветные металлы, стекло.

К сожалению, из-за низкой экологической культуры населения в бытовые отходы попадают краски, батарейки, люминесцентные лампы и многое другое, что может привести к перенасыщению компоста тяжелыми металлами и вредными компонентами.

В связи с этим в работе предлагается метод безотходной утилизации ТБО. Суть предлагаемого решения сводится к проведению ряда технологических стадий переработки органических отходов в зависимости от агрегатного состояния. Твердые органические отходы в смеси с окисью кальция переводятся в карбид кальция. Жидкие и газообразные отходы превращаются в синтетические нефтепродукты путем пропускания их через карбид кальция в сверхкритических для ацетилена условиях T>=500°C и P>=0,2МПа и последующей конденсацией и сепарацией полученных продуктов. Использование предлагаемого способа переработки мусора позволяет не только утилизировать бытовые отходы, но и получать ценные углеводороды нефтяного ряда, вследствие чего значительно сократятся расходы на переработку мусора и, в конечном счете, приведет к экономии энергетических ресурсов.

          1. 4.  Влияние промышленных отходов на здоровье человека.

Серьезность влияния обработки и захоронения отходов на окружающую среду зависит от объёма ходов, их состава, количества незаконно захороненных отходов, количества размещенных на свалке отходов и стандартов на заводах по обработке отходов. Будущее влияние процесса управления отходами будет зависеть от того, как изменятся указанные факторы. Окончательная обработка отходов, на сегодняшний день, означает либо их захоронение на свалке, либо сжигание, и два этих вида окончательной обработки оказывают разное, но в обоих случаях негативное, влияние на окружающую среду.

Размещение отходов на свалках ведет к выделению метана - одного из парниковых газов и опасных химических веществ, которые оказывают вредное воздействие на окружающую среду.

Сжигание отходов ведет к выбросу газов из труб сжигающих их заводов. Эти газы содержат опасные химические вещества, такие как кадмий, ртуть и свинец. Токсичность тяжелых металлов при их изолированном действии на теплокровный организм достаточно изучена. Известно, что при поступлении в организм они могут оказывать влияние на функцию кроветворения, вызывать изменения морфологического состава периферической крови, блокировать сульфгидрильные группы, представлять опасность, способствуя развитию канцерогенного, генетических и других отдаленных биологических эффектов. Помимо этого на природную среду оказывает влияние выделение биогаза - метана, кислорода, углекислого газа, содержание которых может составлять десятки процентов. Эти величины превышают санитарные нормы и могут вызвать удушье человека. Биохимическое разложение и химическое окисление материала свалки может сопровождаться образованием очагов выделения тепла с повышением температур до 75°С, т.е. возможно самовозгорание отходов. Гниение материала ТБО сопровождается распространением запаха на расстояние более 1 км.

Вредное воздействие на человека - воздействие факторов среды обитания, создающее угрозу жизни и здоровью человека, либо угрозу жизни или здоровью человека будущих поколений.

                          1. 5. История Ольского рыбозавода.

Ольский рыбозавод был образован на базе существующего Ольского рыбокомбината 16 декабря 1976 года. Директорами Ольского рыбозавода являлись: Горшиняков ,Э. Рогинский, А. В. Поспелов.

                                            2. Практическая часть.

1.  Приготовление почвенной  вытяжки.

Для приготовления почвенной вытяжки достаточно 20 г воздушно – сухой просеянной почвы. Почву помещали в колбу на 100 мл, добавляли 50 мл дистиллированной воды и взбалтывали в течение 5-10 минут, а затем фильтровали.

2. Определение актуальной кислотности почвы.

Реакция почвы оказывает большое влияние на развитие растений и почвенных микроорганизмов, на скорость и направленность происходящих в ней химических и биохимических процессов. В природных условиях pH почвенного раствора колеблется от 3 до 10. Чаще всего кислотность почвы не выходит за пределы 4-8.

Вывод: Все образцы (1,2,3) по степени кислотности почв близкие к нейтральным (pH 5,0).

                3.  Качественное определение химических элементов в почве.

                a) Карбонат - ионы. Небольшое количество почвы помещают в фарфоровую чашку и приливают пипеткой несколько капель 10%-го раствора соляной кислоты. Образующийся по реакции оксид углерода (IV) CO2 выделяется в виде пузырьков (почва «шипит»). По интенсивности их выделения судят о более или менее значительном содержании карбонатов.

Вывод:

Образец 1: выделение углекислого газа не ярко выраженное.

Образец 2: пошла сильная реакция оксида углерода (IV) CO2.

Образец 3: пошла очень сильная реакция оксида углерода (IV) CO2.

б) Сульфат - ионы. К 5 мл фильтрата добавить несколько капель концентрированной соляной кислоты и 2-3 мл 20%-го раствора хлорида бария. Если образующийся сульфат бария выпадает в виде белого мелкокристаллического осадка, это говорит о присутствии сульфатов в количестве нескольких десятых процента и более. Помутнение раствора также указывает на содержание сульфатов – сотые доли процента. Слабое помутнение, заметное лишь на черном фоне, бывает при незначительном содержании сульфатов – сотые доли процента.

Вывод: Во всех образцах незначительное содержание сульфата.

                в) Хлорид - иона. К 10 мл почвенной вытяжки прибавляют 3-4 капли азотной кислоты (1:4) и приливают 0,5 мл раствора нитрата серебра. Белый осадок выпадает при концентрации хлорид - ионов более 100 мг/л. Помутнение раствора наблюдается, если концентрация хлорид – ионов более 10 мг/л, опалесценция – более 1 мг/л. При добавлении избытка аммиака раствор становится прозрачным.

Вывод:

Образец 1: выпал белый осадок – концентрация хлорид – ионов более 100 мг/л.

Образец 2: легкое помутнение – концентрация хлорид – ионов более 10 мг/л.

Образец 3: опалесценция – концентрация хлорид – ионов более 1 мг/л.

                г) Алюминий. К 5 мл почвенной вытяжки прибавляют по каплям 3%-ный раствор фторида натрия до появления осадка. Чем быстрее выпадает осадок, тем больше алюминия содержится в почве.

Вывод: Ни в одном из образцов нет алюминия.

                д) Железо (II и III). В две пробирки внести по 3 мл вытяжки. В первую пробирку прилить несколько капель  раствора красной кровяной соли, а во вторую – несколько капель 10%-го раствора роданида калия. Появившееся синие окрашивание в первой пробирке и красное во второй свидетельствует о наличии в почве соединений железа (II) и железа (Ш). По интенсивности окрашивания можно судить об их количестве.

Вывод: Ни в одном из образцов нет железа.

                                                      Заключение.

В результате исследования мы пришли к следующим выводам:

1. Все образцы  по степени кислотности почв близкие к нейтральным

 (pH 5,0).

2. В почвенных образцах найдено не значительное количество карбонат-ионов, хлорид-ионов и сульфат-ионов, а  тяжелые металлы (алюминий и железо (II) и (III)) – не найдены, значит на организм жителей проживающих в  районе бывшего рыбозавода, оставшиеся отходы производства не влияют.

                                                Список  используемой литературы    

1. www. allbest.ru

2. www. BiblioFond.ru

3. www. Refs ru.com

4. www. Lib.rus.ec

5. www. mboutill.com

6. www. prodobavki.com

7. www. prom – ecologi.ru

8. www. tarefer.ru