Лекция № 6. Загрязнение окружающей среды (гидросфера) (2 часа).

Цели:

1. Систематизация знаний о основных параметрах загрязнения гидросферы

2. Формирование представлении о экологических последствиях загрязнения гидросферы

3. Готовность использовать основные методы защиты от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий (ОК-11);

Содержание Загрязнение окружающей среды (гидросфера). Виды. Источники. Способы утилизации отходов.

Интерактивная форма: Учебная дискуссия о антропогенном воздействии на химические процессы в атмосфере и гидросфере.

Не менее опасны сточные воды. Несмотря на строительство очистных сооружений и другие мероприятия, снижение негативного воздействия таких сточных вод на окружающую среду является важной проблемой всех урбанизированных территорий. Особая опасность в этом случае связана с бактериальным загрязнением среды обитания и возможностью вспышек различных эпидемических заболеваний. Опасные отходы сельскохозяйственного производства – навозохранилища, оставшиеся на полях остатки ядохимикатов, химических удобрений, пестицидов, а также не обустроенные кладбища животных, погибших в период эпидемии. Хотя эти отходы имеют точечный характер, их большое количество и высокая концентрация в них токсичных веществ могут оказать заметное отрицательное воздействие на окружающую среду. В связи с тем, что масштаб и интенсивность воздействия твердых и опасных отходов па окружающую среду оказались более значительными, чем представлялось раньше, а его характер и влияющие природные факторы слабо изученными, нормативные требования СНиП и ряда ведомственных инструкций, касающиеся выбора участков, проектирования полигонов и назначения зон санитарной охраны, следует признать естнедостаточно обоснованными. Нельзя признать удовлетворительным и такое положение, когда зона санитарной охраны полигона и применяемое оборудование выбираются по сущву произвольно, без учета реальных процессов загрязнения и ответных реакций биосферы на функционирование свалок твердых и опасных отходов. Необходима комплексная, по возможности исчерпывающая оценка всех параметров воздействия отходов на все жизнеобеспечивающие природные среды, позволяющая выяснить пути и механизмы проникновения загрязняющих веществ в пищевую цепь и организм человека.

Переработка промышленных отходов

Сегодня в среднем на каждого жителя планеты в год добывается около 20 т. сырья, которое е использованием 800 т. воды и 2.5 кВт энергии перерабатывается в продукты потребления и примерно 90 - 98 % идет в отходы. При этом доля бытовых отходов на одного человека не превышает 0,3-0,6 т. в год. Остальное составляют промышленные отходы. По масштабам извлекаемого и перерабатываемого сырья - 100 Гт/год хозяйственная деятельность человека приблизилась к деятельности биоты - 1000 Гт/год и превзошла вулканическую деятельность планеты - 10 Гт/год. При этом расточительность использования сырья и энергии в хозяйственной деятельности человека превышает всякие разумные пределы. И если в развитых странах сельскохозяйственные отходы утилизируются на 90 %, корпуса автомашин па 98 %, отработанные масла на 90 %. то значительная часть промышленных и строительных отходов, отходов горнодобывающих и металлургических производств практически полностью не утилизируются. Человечество преуспело в создании орудий производств и технологий уничтожения себе подобных и практически не занималось созданием промышленности по переработке отходов своей деятельности. В результате помимо ежегодного прироста объема переработанных промышленных отходов, в том числе токсичных, во всем мире существуют и старые захоронения (свалки), число которых в промышленно - развитых странах исчисляется десятками и сотнями тысяч, а величины объемов отходов достигают сотен миллиардов тонн. Таким образом, если говорить о реабилитации окружающей среды, имея ввиду планомерную переработку отходов (в первую очередь особо опасных), то потребуются затраты в десятки и сотни миллиардов долларов в год на протяжении десятилетий.

Таким образом, данные показывают непрерывный рост не перерабатываемых промышленных отходов, не говоря уже о неучтенных свалках, старых захоронениях, инвентаризация которых даже не начиналась и где содержится около 86 млрд. т. отходов (1,6 млрд. т. токсичных). Госкомэкология подготовила проект Федерального закона Об отходах производства и потребления, который внесен Правительством РФ в Госдуму на рассмотрение и ожидается ею принятие в 1997 году. Введение этого закона в действие поставит на юридическую основу работу по обращению с отходами производства и потребления. Таким образом, в мире и в России основная масса отходов, в том числе опасных, накапливается, складируется или захоранивается. Ряд стран для захоронения используют затопление в море (океане), что, по нашему мнению, должно быть полностью запрещено международными соглашениями вне зависимости от класса опасности отхо дов. Это в некотором роде и нравственная проблема; произвел — переработай (складируй) на своей территории, а не используй в качестве свалки то, что принадлежит всем (моря, горы, леса). Собственно переработке промышленных отходов сейчас подвергается не более 20 % от общего объема.

Экологические последствия химического загрязнения природных вод Для озёр, болот, прудов и других стоячих вил характерны большая площадь поверхности и небольшая скорость движения воды. В связи с этим смена воды и её обогащение кислородом происходит очень медленно. Все озера неизбежно исчезнут с лица Земли вследствие поступления продуктов эрозии, приносимых впадающими в них реками, а также бурного развития водной растительности и других организмов, вселяющих данный фитоценоз. Этот процесс, называемый эвтрофикацией, происходит результате повышения продуктивности вод озера и спит с увеличением количества питательных веществ, в частности; фосфатов и нитратов, что способствует быстрому осту водных растений. При этом постепенно ускоряется седиментация, т.е. озеро уменьшается, затягивается илом и постепенно исчезает. В естественных условиях эвтрофикациня происходит очень медленно, в масштабе геологических эпох. Процесс обогащения озёрных или морских вод минеральными солями также называется эвтрофикацией. Человек ускоряет эвтрофикацию, так как сбрасывает в озёра и закрытые моря значительные количества органических веществ, способных к брожению, а также сточных вод, богатых фосфатами (моющие средства, химические удобрения) и нитратами. Сегодня все большие альпийские озёра и самая большая в мире экосистема Великих озёр находится под угрозой или на пути к ускоренной эвтрофикации. В состоянии полной эвтрофикации озёрная система, так же как и текучие воды, перенасыщенные органическими отходами, уже полностью заражены и совершенно безжизненны. При химическом загрязнении многие пестициды, в частности, все гербициды, токсичны для фитопланктона, что приводит к снижению численности рыб. Кроме того, рыбы чувствительны к некоторым загрязняющим веществам, что связано с особенностями их жаберной циркуляции. Пестициды (даже такие безопасные, как аминотриазол) воздействуют на гонады и стерилизуют животных. При загрязнении морских вод углеводородами (нефть) часто гибнет икра и молодь. При использовании моющих средств для очистки морских вод от нефти гибнут моллюски, мидии, крабы, креветки и другие обитатели моря. В настоящее время Ла-Манш, Северное и Средиземное моря, всё в большей степени загрязняемые нефтью, постепенно становятся непригодными для обитания морских птиц. Так, было подсчитано, что ежегодно от 20000 до 50000 особей, представителей 50 видов (из которых 14 утиных), населяющих побережье Нидерландов, становятся жертвами этого катастрофического загрязнения. В Великобритании погибают до 250 000 птиц в год. После улетучивания более лёгких фракций, оставшаяся в море нефть подвергнется разложению с помощью бактерий (биодеградация). Различные виды углеводород, входящие в состав нефти, разлагаются аэробными бактериями и грибами, которые еще полностью не изучены. Эта микрофлора разлагает нефть на составляющие, токсичности которых ещё почти не исследована. Процесс бактериального воздействия длится в течение многих недель или месяцев, затем образуются образования диаметром до 10 см, дрейфующие по поверхности океана. Прожорливые морские рыбы заглатывают эти комочки, накапливают значительные количества токсичных веществ, которые, продвигаясь по пищевым цепям, могут дойти до человека и отравить его. На примере загрязнения ртутью видно, какие ужасные последствия имеет пагубное влияние современной технологии на биосферу. Вследствие того, что некоторые производные ртути распадаются с помощью бактерий (биодеградируют) очень слабо, ртуть имеет тенденцию накапливаться в организмах живых существ. В работах японских и шведских учёных было доказано, что ртуть, сбрасываемая в воду в составе органических или минеральных соединений, неизбежно превращается в метил-ртуть, которая очень слабо биодеградирует. Последняя накапливается в различных организмах, входящих в зараженную трофическую цепь. Человека, отравленного метил - ртутью, поражает болезнь Миномата по названию японской бухты, воды которой содержали это соединение, впервые обнаруженное в 1953 г. Тогда эта болезнь поразила рыбаков, основную пищу которых составляли продукты моря. Для этой болезни характерны нарушение сенсорной и моторной функций организма, сужение поля зрения, ухудшение слуха, потеря разума. Из 116 зарегистрированных случаев 43 имели летальный исход. Загрязнение озёрных и морских экосистем метил - ртутью отмечается не только в Японии, но и на северном побережье Средиземноморья, в прибрежных районах Нидерландов и Швеции, а также в некоторых канадских озёрах. Причём, источник неизвестен. Кроме того, загрязнение ртутью, как и любое загрязнение, имеет множество опасных последствий. Так, у не болевших женщин из района Миномата родились дети с серьёзными врожденными аномалиями. Тепловое загрязнение При тепловом загрязнении вод (выбросе тепла в окружающую среду) происходит разрушение биоценозов. Тепловое загрязнение возникает, когда ископаемое топливо и расщепление урана добавляют тепло к солнечной радиации. Основной источник теплового загрязнения вод - производство электроэнергии, хотя в некоторых районах сталелитейные и другие отрасли тяжёлой промышленности также могут в значительной степени способствовать этому загрязнению. При этом происходит сброс тёплой воды в пресноводную или морскую среду, и повышается температура природных вод. Повышение температуры способствует гибели водорослей с высокими пищевыми свойствами (для беспозвоночных и позвоночных) и увеличению водорослей с низкими аналогичными свойствами, поэтому видовое разнообразие и количество беспозвоночных сокращается. К беспозвоночным относятся вислоногие рачки (дафнии), как пресноводные, так и морские, гаммариды, последние составляют важную часть питания молоди лососевых рыб, личинки различных насекомых (пища для рыб), моллюски и другие. Морские беспозвоночные более уязвимых к тепловому загрязнению. Причем, фауна теплых морей более чувствительна, чем фауна холодных, так как обитатели теплых морей живут при температурах, близких к максимуму, который они могут выдержать в отличие от представителей фауны морей высоких или умеренных широт. Что касается рыб, то для них существует верхняя летальная температура (ВЛТ). Это тот предел, выше которого рыбы гибнут от избытка тепла. По аналогии существует и нижняя летальная температура (НЛТ). Допустимый интервал лежит между этими границами. Причем НЛТ можно повысить, если рыбы будут находиться в течение некоторого времени под воздействием определенной температуры, называемой температурой акклиматизации. Так для плотвы ВЛТ повышается на один градус каждый раз, когда температура акклиматизации, увеличивается на три градуса. Однако существует предел температуры, выше которого акклиматизация невозможна, то есть происходит мгновенная смерть. Предел температуры акклиматизации для плотвы равен 34" С, для кеты 23,9° С. Вообще говоря, лососевые - стенотермные рыбы: они могут приспособиться только к небольшим изменениям температуры. Изучение теплового загрязнения континентальных вод показывает, что изобилие рыб наблюдается при благоприятной температуре для каждого вида и количество рыбы уменьшается при температуре выше благоприятной. Причем ВЛТ у икринок и молоди рыб ниже, чем у взрослых особей, поэтому тепловое загрязнение губительно для нерестилищ рыб, особенно лососевых. Для костных рыб, имеющих большое промысловое значение, любое повышение температуры чревато понижением пищевого ритма, более медленным приростом массы, более ранним половым созреванием и началом вымета икры, а также меньшей продолжительностью жизни. Так, верхняя граница долголетия лещей из озер Карелии 18 лет, тогда как в Каспийском море продолжительность жизни индивидуумов более 10 лет- редкое исключение. Изучение влияния теплового загрязнения на рыб заставило службы защиты окружающей среды различных стран определить нормы температуры для континентальных вод. Эти органы призывают ограничить повышение температуры зимой до 5-6° С, ибо любое сильное повышение температуры отрицательно влияет на лососевых и других видов рыб. В США максимальная температура воды зимой не должна превышать 15°С, а летом 21 °С градус для лососевых и 26°С для карповых, Наконец, гибель большего числа рыб может быть связана с механическим шоком, вызванным сбросом вод, охлаждающих системы атомных и тепловых электростанций. Организмы, обитающие в районе станции, смываются и наталкиваются на решетки и другие заградительные устройства станции или внутренние узлы цепи охлаждения. Радиоактивное загрязнение Радиоактивное загрязнение происходит вследствие радиоактивного излучения, состоящего из элементарных частиц (электроны, нейтроны, космические лучи); или ионизированных атомов гелия (альфа-лучи). Это излучение невидимо и перемешается с высокой скоростью. Глубина проникновения излучения в живой организм зависит от его вида. Так альфа лучи задерживаются очень гонким поверхностным слоем кожи. Нейтронное излучение гораздо опаснее предыдущею. Это объясняется большим размером нейтронов и отсутствием у них электрического заряда, а также их большой кинетической энергией. Они могут вызвать суицч-1 ценные нарушения в клетках живых организмов, например, оторвать часть цепочки нуклеиновой кислоты. Однако нейтроны не представляют особой опасности с экологической точки зрения, так как они встречаются лишь в непосредственной близости от реакторов или же образуются в момент ядерного взрыва. Электроны (бета-лучи) могу! проникнуть на несколько сантиметров в глубь тканей; гамма-лучи и космические лучи могут пройти сквозь многометровые свинцовые стены, гамма-лучи - электромагнитные волны очень высокой энергии. Рассматриваемое радиоактивное излучение является ионизирующим, так как обладает свойством вырывать электроны с внешних орбит атомов, то есть ионизировать их. Образующиеся при этом ионы химически очень активны. Они способны изменять различные свойства живой клетки и приводить ее к.гибели ил Мутация - это изменение в наследственном аппарате организма. С давних пор все живое на Земле приспособилось к естественной радиоактивности, особенно когда жизнь начала зарождаться на континентах, так как здесь не было того защитного слоя, каким является вода. Во всех естественных биотопах всегда наблюдается определенный уровень радиации, даже при отсутствии каких-либо технических источников. Радиация обнаружена как на поверхности континентов, так и в морях. Она поступает из литосферы и космического пространства. Земная поверхность служит источником гамма-лучей, так как она содержит природные радиоактивные элементы: уран, торий, радий, актиний, и другие элементы. Кроме того, в почве и воде встречаются два радиоактивных элемента: калий К ⁴⁰и углерод С¹⁴, которые активно внедряются в живой организм. В атмосфере встречается радон - инертный газ, являющийся продуктом распили радия. Вся биосфера подвергается воздействию излучений, приходящих из космоса: солнечного миря и космических лучей высокой энергии. Солнечный ветер - это поток протонов и электронов из солнечной короны. Космические лучи не только воздействуют на живые организмы, но и являются причиной образования трития (водорода-3) и углерода -14 в верхней атмосфере в результате столкновения некоторых частиц с ядрами азота. Все живые существа в естественных условиях находятся под постоянным воздействием различных внешних и внутренних источников радиоактивных излучений. Это воздействие, как правило, является очень слабым. При этом достаточно высоких уровнях радиации адаптацию людей к ним следует считать удовлетворительной. Использование ядерных веществ для производства электрической энергии, применение радиоактивных элементов в промышленности и в научных исследованиях, систематическое и нередко излишнее употребление их в медицинской практике, длительное пребывание у экранов телевизоров ощутимо увеличивает количество источников радиации, которой подвергается современный человек. Прежде, чем рассматривать экологические последствия радиоактивного загрязнения, уточним некоторые понятия радиобиологии. Некоторые изотопы радиоактивны. Изотопы – элементы с одинаковым порядковым номером, но с разной атомной массой. Так как изотопы имеют одинаковое число электронов, химические свойства их одни и те же. Явление радиоактивности заключается в самопроизвольном распаде одного химического элемента и превращении его в элемент с другим порядковым номером. Это превращение сопровождается излучением, зависящим от свойств элемента. При распаде радиоактивного вещества его масса с течением времени уменьшается. Время, в течение которого масса радиоизотопа уменьшается вдвое, называется периодом полураспада. Например, для аргона-41 он составляет 2 ч, для урана^-238 - 4,5 млрд. лет. Из сказанного вытекает экологическое следствие: единственная практическая возможность уничтожить радиоактивность - это предоставить радиоактивному веществу возможность распадаться самопроизвольно, I. е. борьба с радиоактивным загрязнением может носить предупредительный характер. Не существует никаких способов биологического разложения и нет никакого другого механизма, который позволил бы исключить этот вид заражения окружающей среды. Экологическое значение разных радиоактивных изотопов различно. Радиоактивные вещества с коротким периодом полураспада (менее 2 сут.) не представляют большой опасности (исключая случаи взрывов), так как они сохраняют высокий уровень радиации в зараженном биотопе непродолжительное время. Вещества с очень длинным периодом полураспада, например уран-238. также почти безопасны, поскольку они в единицу времени испускают очень слабое излучение. Таким образом, наиболее опасными радиоактивными элементами являются те, у которых период полураспада изменяется от нескольких недель и месяцев до нескольких лет. Этого времени достаточно для того, чтобы эти элементы смогли проникнуть в различные организмы и накопиться в пищевых цепях. Воздействие изотопов простых элементов, которые являются основными слагаемыми живого вещества (углерод-14, фосфор-32, кальиий-45, тритий, сера-35 и т. д.), оказывается более опасными для биоценоза, чем воздействие редко встречающихся веществ, слабо или совсем не поглощаемых организмами. Стронций-90 и цезий-137, сходные по своим химическим свойствам с кальцием и калием - наиболее опасные радиоактивные то гоны, которые могут отравить окружающую среду, поступив в нее в виде отходов атомной промышленности или при выпадении радиоактивных осадков, после ядерного взрыва в атмосфере. Стронций вследствие своего сходства с кальцием легко проникает в костную ткань позвоночных, цезий накапливается в мускулах, замещая калий. Так как период полураспада этих элементов соответственно равен 28 и 33 годам, они остаются в зараженном организме и могут накапливаться в количествах, способных причинить ущерб здоровью. Степень опасности радиоактивного вещества зависит от энергии испускаемых им частиц. Так, альфа-лучи, испускаемые нлутонием-239, слабо проникают в глубь тела, но обладают очень высокой энергией - свыше 3 Мэв. Вследствие этого каждая альфа-частица способна ионизировать до 100000 молекул. Обладающие высокой энергией бета-частицы (более 1 Мэв) могут ионизировать лишь:6300 молекул. Для сравнения степени заражения различных биоценозов и количества радиации, полученной каждым организмом, используют различные единицы радиоактивности: 1 кюри - излучение, возникающее при распаде 3,7*10 |0 атомов в 1 с, что равно количеству энергии, испускаемой 1г радия за 1с. Это весьма большая величина, поэтому используют микрокюри (I МкК"и=10 Ки) и нанокюри (1 Ннки=10). В радиационной биологии основная единица - рад. Это поглощенная доза излучения, при которой 1 гр. живого вещества поглощает энергию, равную 10Дж. Единица производная от рада, -бэр. Он учитывает поправку, называемую относительной биологической эффективностью (ОБЭ). ОБЭ отражает зависимость поглощения ионизирующей радиации от ее физической природы. При равной начальной энергии альфа а, бета/?, гамма/ и реи истин кис лучи, а также нейтроны оказывают различное воздействие. Так, при прочих равных условиях ОБЭ медленных нейтронов в 10 раз больше ОБЭ гамма у или рентгеновских лучей с энергией 320 Кэв. Допустимая доза излучения для населения -0,15 б 1Р/М1Д. Все воздействия ионизирующей радиации можно разбить на две четкие группы: соматические и зародышевые (генетические). Воздействия первой группы затрагивают физиологию особи и вызывают различные нарушения, начиная от значительного снижения средний возможности выжить и кончая мгновенной гибелью. Воздействия второй группы и нити на потомство. Наименее чувствительны к облучению бактерии, более всего подвержены облучению теплокровные позвоночные. Чувствительность к облучению зависит от возраста облучаемой особи. Молодые животные и особенно эмбрионы более уязвимы, чем взрослые особи. Возможно, что со снижением иммунитетных реакций связана большая подверженность облучения млекопитающих раковым заболеваниям. Исследования различных источников ионизирующих излучений, воздействующих на современного человека, позволили заметить тенденцию к увеличению их интенсивности. Медицинская рентгеноскопия и телевизоры служат основными источниками облучения населения промышленно развитых стран. В 1969 г. американское бюро по защите от радиации рекомендовало не располагаться на одном уровне с катодной трубкой и позади нее, а также не находиться ближе 2м от экрана телевизора. Последние эпидемиологические данные по изучению воздействий слабых доз ионизирующей радиации показывают, что нижний предел воздействия отсутствует. Доза, не вызывающая никаких последствий, есть нулевая доза. Мирное применение атомной энергии сопровождается легальным заражением окружающей среды. Экологические последствия радиоактивного загрязнения К 1963 г., когда был подписан Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой, в атмосфере Земли уже находились продукты взрыва бомб общей мощностью свыше 170 мегатонн, это эквивалентно примерно 8500 бомбам, подобным той, что была взорвана и Хиросиме, В период ядерных испытаний (в 1954-1962 гг.) в атмосферу поступило 9Мки стронция-90 и 14Мки цезия-137. Опыт показал, что радиоактивные примеси при вовлечении их в глобальную циркуляцию атмосферы заражают даже самые удаленные от места испытания районы. Осаждающиеся на землю радиоактивные примеси, первоначально рассеяные в атмосфере, попадают в почву и воду, а затем оказываются влеченными в биомассу. Как показали многочисленные исследования, существуют благоприятные условия для накопления в почве двух важных радиоактивных элементов - стронция-90 и цезия-137. Часть радиоактивных осадков попадает в растения через корневую систему, часть - через поверхность листа. Большая часть осевшего на листьях растений стронция или цезия очень скоро попадает в их плоды и зерна. Испытания атомных или водородных бомб сопровождались очень быстрым заражением пищевых цепей континентальных и океанических экосистем. Пища человека загрязнена в различной степени; наиболее сильно заражены продукты животноводства, поскольку стронций-90 и иод-131 содержатся в молоке, а цезий-137 - в молочных продуктах и мясе. Пищевая цепь почва - травы - рогатый скотмолоко (мясо) - человек сильно подвержен загрязнению радиоактивными веществами. Радиоактивный йод, образовавшийся при атомных испытаниях - очень опасное загрязнение, так как он концентрируется главным образом в щитовидной железе и поражает её. Радиоактивные осадки вызывают также заражение вод океана, а, следовательно, и его обитателей. Так, после испытания первой американской водородной бомбы на атолле Эниветок в 1953 г. японская рыболовная служба заметила, что тунцы, пойманные на расстоянии многих тысяч километров от этого атолла, были заражены до такой степени, что стали непригодны для употребления в пищу. Атомная промышленность может быть источником радиоактивного загрязнения на трех этапах: 1) при добыче и обогащении ископаемого сырья; 2) при использовании его в реакторах; 3) при переработке ядерного горючего в установках. Если при добыче ископаемого сырья и его переработке загрязнение невелико, то потенциальная возможность заражения среды от атомных реакторов выше, особенно на заводах по производству ядерного горючего. Однако следует отметить, что существуют технические возможности создания реакторов, не выбрасывающих никаких радиоактивных отходов в окружающую среду. Но производство ядерного горючего на заводах без отходов немыслимо. Проработав определённый срок в батарее, блок с радиоактивными элементами разряжается, затем радиоактивные вещества доставляются на заводы по переработке, где из них, кроме всего прочего, извлекают плутоний-239. Подобные заводы - это наиболее серьёзные источники заражения окружающей среды радиоактивными отходами. Большая чисть отходов храниться в герметических сосудах, но криптон-85, ксенон-133, часть иодн-131 помп шип и атмосферу при уплотнении радиоактивных отходов. Кроме того, тритий, стронций-90, цезий-137, рутений-106, цезий-144, иод-131 сбрасываются в реки и моря вместе с малоактивными жидкостями. Небольшой завод по производству ядерного горючего ежегодно сбрасывают от 500 до 1500 кубических метров воды, зараженной этими радиоактивными примесями. Для дезактивации радиоактивных отходов радиоактивных контейнерах до полной их безопасности необходимо время, равное примерно 20 периодам полураспада. Так, для цезия-137 она составляет 640 лет (период полураспада 32 года) и 490 тысяч лет для плутоннн-239 (период полураспада 24500 лет ). Герметичность контейнеров в течение таких периодов трудно обеспечить. Избавиться от радиоактивных отходов атомная промышленность не способна, она не может ни уничтожить, ни изменить радиоактивное излучение. Опасность накоплении от ходов должна заставить уменьшить допустимую концентрацию в 10000 раз по сравнению с принятой в настоящее время. Различия в оценке совокупности канцерогенных воздействий велики. Так, общие количество новообразований, вызванных допустимым максимумом облучения от различных технологических источников, определенным Международной комиссией по защите от радиации в 170 Мбэр/год, составляет 160 в год, В докладе Национальной академии наук США эта величина принята равной 30000 случаев на 1бэр. Следует обратить внимание на опасность радиоактивных смол. Если подобная смола попадает в желудок хотя бы одной рыбы из миллиона, то 125000 человек в год могут получить опасные дозы кобальта-60, феррума-55, таллия-182. Быстрый рост атомной энергетики, потенциальное загрязнение, обусловленное применением ядерных взрывов в мирном строительстве, служат основанием для предположения о резком увеличении количества радиоактивных отходов, от которых будет необходимо себя охранять. Современные методы разбавления и удаления отходов не гарантируют защиты окружающей среды и человека. Такое положение не может не сопровождаться значительным возрастанием радиоактивности окружающей среды.

Пестициды (от лат. pestis — зараза и caedo — убиваю, ядохимикаты) — это широкая группа химических веществ, обладающих токсическими свойствами по отношению к тем или иным живым организмам — от бактерий и грибков до растений и вредных теплокровных животных. Пестициды используются для борьбы с вредителями и болезнями растений, сорняками, вредителями хранящейся сельскохозяйственной продукции, с эктопаразитами у домашних животных. К пестицидам относятся химические средства стимулирования роста растений (ауксины, гиббереллины, ретарданты) и его торможения, препараты для предуборочного удаления листьев и подсушивания растений.

Имеется несколько классификаций пестицидов по различным признакам.

Пестициды классифицируют по назначению.

Гербициды — препараты для борьбы с сорняками, для подавления их роста.

Инсектициды — средства для борьбы с насекомыми-вредителями.

Фунгициды — средства, убивающие грибы и их споры.

Специфические пестициды, к которым относятся:

бактерициды — применяются против бактериальных инфекций;

ратициды — уничтожают крыс, мышей, сусликов;

зооциды — уничтожают животных;

афициды - для борьбы с тлёй;

акарициды - против клещей;

Моллюскоциды - для борьбы с моллюсками;

нематоциды - для борьбы с круглыми червями;

граминициды - уничтожают нежелательные злаки;

арборициды - уничтожают древесную и кустарниковую растительность;

реппеленты - используются для отпугивания животных;

аттрактанты - для привлечения животных;

хемостерилизаторы - для стерилизации животных;

дефлоранты - для удаления цветов и завязей;

дефолианты - химические препараты, вызывающие старение листьев и искусственный листопад, что ускоряет созревание и облегчает уборку, в основном хлопчатника;

десиканты - химические препараты, вызывающие обезвоживание тканей растений, что ускоряет их созревание и облегчает уборку урожая, в основном хлопчатника, риса, клещевины, картофеля.

Пестициды классифицируют по химическому составу.

Хлорпроизводные углеводороды, которые обычно слабо растворимы в воде, очень устойчивы ко всем видам разложения и могут сохраняться в почве десятилетиями, аккумулируясь при систематическом применении. К ним относятся: (ДДТ),

Фосфорорганические соединения (ФОС) (карбофос, фосфамид, метафос, амифос и др.) в почве и других природных средах распадаются сравнительно быстро. При этом они отличаются высокой эффективностью и избирательностью действия и их применение весьма перспективно. К ним относятся: дихлофос.

Производные карбоматов — сложные эфиры карбаминовой кислоты. Широко используются в современном сельском хозяйстве. Отличаясь высокой токсичностью для отдельных видов насекомых, эти препараты почти полностью безвредны для теплокровных животных и человека. Например,(севин).

Производные хлорфеноксикислот - производные простых органических кислот (уксусной, масляной, пропионовой). К ним относятся:

2, 4-дихлорфеноксиуксусная кислота (2,4-D),

2, 4, 5-трихлорфеноксиуксусная кислота (2, 4, 5-D).

Пестициды классифицируют по характеру действия:

Сплошные - действующие на все виды растений и использующиеся для уничтожения нежелательной растительности вокруг промышленных предприятий, на обочинах дорог, лесных вырубках, в канавах и водоемах и т.п.

Избирательные (селективные) - опасные для определенных видов растительности и используемые для уничтожения сорняков в агроценозах.

4) Пестициды классифицируют по токсичности (при однократном поступлении в организм). ЛД₅₀ при употреблении данной дозы 50% организмов погибает.

Сильнодействующие - с величиной средней летальной дозы (ЛД₅₀) до 50 мг/кг.

Высокотоксичные - с величиной ЛД₅₀ 50.. .200 мг/кг. Среднетоксичные - с величиной ЛД₅₀ 200... 1000 мг/кг. Малотоксичные - с величиной ЛД50 более 1000 мг/кг.

5) По кумулятивным свойствам пестициды делятся на обладающие: сверхкумуляцией - коэффициент кумуляции менее 1; выраженной кумуляцией - коэффициент кумуляции 1.. .3; умеренной кумуляцией - коэффициент кумуляции 3.5; слабовыраженной кумуляцией - коэффициент кумуляции более 5, где коэффициент кумуляции - отношение суммарной дозы препарата при многократном введении к дозе, вызывающей гибель животных при однократном введении.

Пестициды - это яды, которые поражают не только животных вредителей, растений-сорняков и возбудителей болезней культурных растений, но и многих полезных животных и растений, а также представляют серьёзную опасность для человека, нарушая обмен веществ, повреждая структуры клеток, в том числе аппарат наследственности. Результаты исследований по воздействию пестицидов свидетельствуют об их мутагенном, канцерогенном, гонадотоксическом и терратогенном действии на животных и человека. Многие пестициды проникают в организм на ранних этапах эмбрионального развития. Они могут накапливаться в репродуктивных органах, оказывать воздействие на генеративную функцию, что фиксируется при изучении потомства по возрастанию погибших эмбрионов, появлению врождённых уродств. Рассмотрим воздействие на организм человека ДДТ.

ДДТ был первым из множества пестицидов, при помощи которых люди надеялись улучшить качество своей жизни. Учёные до сих пор пытаются понять, каким образом он вызывает широкое и неожиданное воздействие на окружающую среду и здоровье человека. ДДТ часто называют дустом в чем различие? Дуст это порошковая форма использования ДДТ с содержанием действующего вещества около 10% остальные 90% тальк.

ДДТ широко использовали по всему миру в 1950 — 60-е годы, как в сельском хозяйстве, так и для борьбы с малярией. В связи с воздействием ДДТ на популяции диких животных и птиц (особенно хищных), в 1 970-е годы многие страны постепенно отказались то применения ДДТ. В некоторых регионах мира продолжали использовать этот пестицид для борьбы с малярией, хотя в настоящее время многие страны используют комплекс других мер контроля за заболеванием.

ДДТ впервые синтезировали в 1874 году, а в 1930-х годах швейцарский химик Пауль Мюлллер открыл возможность его использования в качестве инсектицида. Он оказался настолько эффективным в здравоохранении и военной гигиене (преимущественно в качестве дезинсектанта против вшей), что в 1948 году Мюллеру была присуждена Нобелевская премия в области медицины и физиологии. Были высказаны пожелания, что из-за недостатка ДДТ невозможно победить многих возбудителей, как показало время, многие были не правы.

Во времена Второй Мировой войны солдат и население обрабатывали порошком ДДТ для предупреждения болезней (сыпной тиф), которые передаются насекомыми (вшами). В результате это была первая из войн, в которой от тифа погибло меньше людей, чем от пуль противника.

На протяжении 1950 — 60-х годов ДДТ активно использовался в сельском хозяйстве для защиты полей от насекомых. В это время он рассматривался как чудо в борьбе против переносчиков таких болезней, как малярия и энцефалит. Использование ДДТ против комаров-переносчиков малярии резко снизило смертность от этого заболевания. Если ещё в 1948 году только в Индии погибло от малярии более трёх миллионов человек, то в 1 965 году в этой стране не было зарегистрировано ни одного случая малярии. В Греции в 1938 году был один миллион больных малярией, а в 1959 году всего 1 200 человек.

Именно благодаря ДДТ удалось спасти миллионы жизней, и именно за это Мюллер по праву получил Нобелевскую премию. В своё время Всемирная организация здравоохранения утверждала, что недостаточное количество ДДТ является угрозой здоровью общества. Однако, спустя 2...3 десятилетия, выявилось и негативные экологические последствия использования ДДТ и других пестицидов.

Впервые негативные последствия применения ДДТ были обнаружены в штате Флорида, где орнитолог-любитель, с 1939 года наблюдавший за поведением орлов, в 1947 году обратил внимание на неудачные попытки птиц обзавестись потомством и их необычное брачное поведение. На другом побережье США были зарегистрированы нарушения репродуктивной функции чаек. Эти явления связывали с воздействием ДДТ. В 80-е годы негативное воздействие ДДТ и др. хлорорганических пестицидов проявилось также в нарушении репродуктивного здоровья аллигаторов озера Алопка. В крови самцов крокодилов было менее половины нормального уровня мужского гормона тестостерона.

ДДТ, как и некоторые другие СОЗ (стойкие органические загрязнители), распространяются в окружающей среде всего земного шара, даже пингвины Антарктиды содержат в своём теле ДДТ. Особое беспокойство вызывает их накопление в окружающей среде Арктики - одной из наиболее ранимых экосистем.

Из-за широкого спектра воздействия ДДТ вместе с вредными насекомыми уничтожились и полезные. А устойчивость приводила к тому, что ДДТ накапливался в пищевых цепях и оказывал губительное воздействие на их верхние звенья. Дальнейшие исследования показали, что ДДТ оказывает влияние практически на все живые организмы. Он накапливается в тканях млекопитающих и является канцерогеном, мутагеном, эмбриотоксином, нейротоксином, иммунотоксином, изменяет гормональную систему, вызывает анемию, болезни печени.

ДДТ сильно влияет на птиц, приводя к утончению скорлупы, препятствуя тем самым нормальному выведению птенцов, уменьшает воспроизводство у рыб и змей.

При исследовании экосистемы озера Мичиган была обнаружена следующая градация накопления ДДТ в пищевых цепях: в донном иле озера - 0,014 мг/кг, в ракообразных, питающихся на дне - 0,4 мг/кг, в различных рыбах - 3.. .6 мг/кг, в жировой ткани чаек, питающихся этой рыбой - свыше 200 мг/кг.

В СССР активное производство и использование ДДТ началось в 1946 — 1947 гг., когда были построены заводы в Москве, Дзержинске и Чебоксарах. В течение 1950 — 1970-х гг. использовались около 20 тыс. тонн гербицида в год, в результате чего загрязнено огромное количество земель по всей территории бывшего Советского Союза.

В 1969 — 1970 гг. ДДТ был исключен из официального списка пестицидов, используемых в бывшем СССР. Однако и после этого производство и применение ДДТ не прекратилось. Даже в 1986 г., через 16 лет после официального запрета, производство ДДТ составляло 1 0 тыс. тонн в год. До конца 80-х годов ДДТ использовался «в порядке исключения» в Узбекистане и во многих областях России.

Пестициды поступают в биосферу путём непосредственного внесения или с протравленными семенами, отмирающими частями растений, трупами насекомых; мигрируют в почве, водах. Они оказывают неодинаковое воздействие на почвенную биоту и биохимическую активность почв. Особую опасность представляют стойкие и кумулятивные пестициды: триазин, сим триазин, хлордан, гептахлор — они обнаруживаются в почве спустя десять и более лет после применения. Поступая в почву, пестициды мигрируют вниз по профилю с нисходящими токами дождевых и оросительных вод, причём скорость и глубина миграции зависят от дозы токсиканта, его летучести и адсорбируемости, а также от водного и теплового режимов почвы. Остаточные количества пестицидов обнаруживают на глубине 200 см и более.

При поверхностном стоке, вызываемом осадками или орошением, пестициды перемещаются по поверхности почвы, скапливаясь в её депрессиях. Попадая в почвенно-грунтовые воды в малых концентрациях, пестициды изменяют к худшему органолептические свойства воды (вкус, запах). Присутствие 5... 10 мкг/л дихлорфенола придаёт воде специфический запах и делает её непригодной для питья. В годы массового применения ДДТ на хлопковых полях этот пестицид обнаруживали в артезианских скважинах на глубине 80 м, а его концентрация в арыках превышала допустимую в 3.4, а иногда и в десятки раз.

Содержание стойких пестицидов в природных водах обычно очень мало (в природной воде - 1 0-7 мкг/л и 1 0-9 мкг/л - в морской) благодаря эффекту разбавления. Однако они способны накапливаться в различных звеньях трофической цепи. В конечных звеньях трофической цепи концентрация пестицидов может достигать высоких значений и приводить к катастрофическим результатам. Например, было замечено снижение воспроизводства некоторых хищных птиц, таких как коричневый пеликан, бермудский буревестник, скопа, орёл. Изучение данного факта показало, что накапливаемые в организме пестициды способны подавлять деятельность ферментов, контролирующих обмен кальция в организме. Это ведёт к тому, что скорлупа яиц становится тонкой и слабой, легко повреждается при механических воздействиях.

Пестициды накапливаются также и в организме рыб. Последствием этого является снижение сопротивляемости болезням, уменьшение толщины жаберных мембран, нарушение теплорегуляции, учащенное дыхание, ухудшение репродуктивных функций. В конечном счёте, это ведёт к уменьшению рыбных популяций.

Фосфорорганические соединения обычно менее устойчивы, чем хлорорганические производные, но зато чрезвычайно токсичны. Например, паратион примерно в 30 раз более ядовит, чем мышьяк. А тетраэтилпирофосфат настолько токсичен, что одна его капля при приёме внутрь или при контакте с кожей ведёт к летальному исходу.

К счастью, эффект накопления фосфорорганических соединений в трофической цепи практически равен нулю. Это, впрочем, не должно особенно успокаивать, поскольку во многих случаях поведение продуктов распада этих соединений в воде плохо изучено. Не исключено, что сами эти продукты являются токсичными и устойчивыми. В частности, уже упомянутый выше паратион распадается на тиофосфорную кислоту и n-нитрофенол. Оба эти вещества способны оказать серьёзное воздействие на водную систему, в которой они могут сохраняться продолжительное время (при определённых условиях).

Установлено, что распад пестицидов происходит быстрее в южных районах и медленнее в условиях холодного климата. Замечено также, что влияние пестицидов оказывается более длительным в щелочной среде, в нижнем течении рек и понижениях рельефа.