1.4. Источники загрязнения и загрязняющие окружающую среду вещества

Загрязнение окружающей среды – это любые отклонения состояния окружающей среды от обычно наблюдаемой среднестатистической нормы и (или) отклонения от состояния, желательного для человека; загрязнение может возникать в результате естественных причин (природное загрязнение) и под влиянием деятельности человека (антропогенное загрязнение).

В соответствии с российским законодательством, загрязнение окружающей среды – это поступление в окружающую среду вещества и (или) энергии, свойства, местоположение или количество которых оказывают негативное воздействие на окружающую среду. При этом негативное воздействие на окружающую среду понимается как воздействие хозяйственной и иной деятельности, последствия которой приводят к негативным изменениям качества окружающей среды. Есть смысл привести и более широкое толкование этого важного понятия. Под воздействием на окружающую среду понимают любое (положительное или отрицательное) изменение в состоянии окружающей среды и природных ресурсов, возникающее в результате человеческой деятельности.

Загрязняющее вещество – это вещество или смесь веществ, количество и (или) концентрация которых превышают установленные для химических веществ, в том числе радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов нормативы и оказывают негативное воздействие на окружающую среду.

Нормативы в области охраны окружающей среды – это установленные нормативы качества окружающей среды и нормативы допустимого воздействия на нее, при соблюдении которых обеспечивается устойчивое функционирование естественных экологических систем и сохраняется биологическое разнообразие.

Нормативы качества окружающей среды – это нормативы, которые установлены в соответствии с физическими, химическими, биологическими и иными показателями для оценки состояния окружающей среды и при соблюдении которых обеспечивается благоприятная окружающая среда.

Нормативы допустимого воздействия на окружающую среду – это нормативы, которые установлены в соответствии с показателями воздействия хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду и при которых соблюдаются нормативы качества окружающей среды.

На рис. 1.5 представлена классификация загрязнения окружающей среды, предложенная российским ученым Н.Ф. Реймерсом.

1. Загрязнение различают по масштабу: локальное, региональное или глобальное. Эти варианты различаются не только размерами территории или акватории, подвергшейся загрязнению, но и системами ответных мер, направленных на предотвращение загрязнения и ликвидацию его последствий.

Рис. 1.5. Классификация загрязнения окружающей среды (по Реймерсу, 1990)

2. Антропогенное загрязнение на практике часто подразделяют на промышленное и сельскохозяйственное, причем в первом случае источник загрязнения, как правило, ясно локализован (можно найти «трубу», из которой поступают загрязняющие вещества), а во втором случае загрязнение часто дисперсное, рассредоточенное, например пестициды и минеральные удобрения, равномерно распределенные на обширных полях.

3. Загрязнение бывает первичным или вторичным, т.е. возникшим в результате последующих химических и физических трансформаций загрязняющих веществ либо в результате взаимодействия между собой, либо вследствие естественного распада.

4. Загрязнение принято подразделять на физическое, химическое и биологическое (на схеме выделено еще физико-химическое), что соответствует различиям между способами их изучения, определения и накопленными в соответствующих науках знаниями. В этой части классификации имеется возможность детальнее охарактеризовать основные типы загрязняющих веществ и других факторов загрязнения.

5. Загрязнение различают также по основным средам обитания организмов: воздуха, воды (с подразделением на пресные и соленые воды), почвы. К средам обитания можно отнести и пищевые продукты: животные дышат воздухом, пьют воду или контактируют с ней всем телом и потребляют из внешней среды пищу.

На практике основные виды антропогенного загрязнения чаще всего подразделяют на химическое загрязнение (воздуха, поверхностных вод суши, грунтовых вод, морей и океанов, почвы, продуктов питания); радиоактивное загрязнение; электромагнитное загрязнение; шумовое загрязнение; загрязнение отходами, а том числе, высокотоксичными, которые в силу своей большой опасности рассматриваются отдельно от обычного химического загрязнения.

Классификация внутри химического типа загрязнения среды может быть построена как по источникам и видам загрязняющих веществ, так и по характеру объекта, подвергшегося загрязнению.

В табл. 1.1 представлены основные типы источников загрязнения и среды, в которых переносятся или задерживаются загрязняющие вещества.

Рассмотрим вкратце характеристики основных загрязняющих веществ, наиболее часто встречающихся в табл. 1.1.

Тяжелые металлы – это обширная группа элементов (металлов и металлоидов) тяжелее железа (плотностью более 8 г/см³): кобальт, медь, цинк, кадмий, олово, сурьма, ванадий, свинец, висмут.

Зола – несгораемый остаток, образующийся при сжигании топлива. Часть золы уносится в трубу нагретыми газами (летучая золя) и, попадая в атмосферу, загрязняет ее. Зола легко адсорбирует другие загрязняющие вещества, в том числе тяжелые металлы, полициклические ароматические углеводороды и др.

Таблица 1.1

Основные типы источников загрязнения

Среда	Источники загрязнения
1. Сельское хозяйство
Воздух	Аэрозоли пестицидов, пыль, аммиак, сероводород, неприятные запахи, частицы почвы
Вода	Силосные башни и навозохранилища – нитраты, фосфаты, рассыпанные и разлитые пестициды, поверхностный сток, частицы почвы
Почва	Удобрения – например, мышьяк, кадмий, уран, ванадий, цинк в некоторых фосфатных удобрениях; навоз – патогенные микроорганизмы, мышьяк и медь в отходах свино- и птицеферм; пестициды – мышьяк, медь, марганец, свинец, цинк, долгоживущие органические вещества (ДДТ, линдан); коррозия металлов – гальванические покрытия (ограждения, кормушки, лотки и т.п.); разлитое моторное масло – углеводороды
2. Производство электроэнергии
Воздух	Оксиды углерода, азота, серы, урана и полиароматические углеводороды из угля, радиоизотопы в выбросах АЭС
Вода	Тепло, биоциды в охлаждающей воде, растворимые соединения бора и мышьяка и полиароматические углеводороды на золы
Почва	Эола – соединения кремния, сульфаты, нитраты, соединения тяжелых металлов; угольная пыль
3. Добыча руд и выплавка металлов
Воздух	Оксиды серы, свинец, кадмий, мышьяк, ртуть, никель, титан и др. в составе аэрозольных частиц
Вода	Сульфаты, цианиды из выщелачивающих растворов, ионы металлов, хвосты (рудные минералы, такие как сульфид свинца, сульфид цинка и др.)
Почва	Твердые отходы и хвостохранилиша – ветровая эрозия, выветривание частиц руды; транспортировка рудных концентратов; обработка руды – цианиды, металлы; выплавка – пыль, осажденные аэрозоли из плавильного цеха (различные металлы)
4. Металлургическая промышленность
Воздух	Взвешенные частицы и аэрозоли: мышьяк, кадмии, хром, медь, марганец, никель, свинец, титан, цинк; летучие органические соединения, кислоты
Вода	Ионы металлов, кислотные потоки, растворители (летучие органические соединения), используемые при очистке металлических поверхностей
Почва	Металлы в отходах, растворителях, кислотах, выпадение аэрозолей (литейное производство, пирометаллургические процессы)
5. Химическая промышленность и электроника
Воздух	Летучие органические соединения, ртуть, разнообразные летучие вещества
Вода	Разнообразные вещества в сточных водах, растворители, используемые в микроэлектронике
Почва	Выпадения аэрозолей; места сброса стоков и хранения жидких отходов, площадки погрузки и расфасовки; металлический лом, поврежденное электротехническое оборудование – полиароматические углеводороды, металлы
6. Муниципальные и промышленные источники в целом
Воздух	Летучие органические вещества, твердые частицы, аэрозоли (свинец, ванадий, медь, цинк, кадмий, полиароматические углеводороды, полихлорированные бифенилы, диоксины, сажа); сжигание ископаемых топлив – оксиды углерода, серы, азота, мышьяк, свинец, уран, ванадий, цинк, полиароматические углеводороды; костры – полиароматические углеводороды, полихлорированные дибензодиоксины, полихлорированные дибензофураны, свинец, кадмий и т.п.; производство цемента – пыль, сульфаты, силикаты и т.п.
Вода	Различные стоки, полиароматические углеводороды из сажи, свинец, цинк и др. металлы, нефтепродукты, поверхностноактивные вещества
Почва	Свинец, цинк, ванадий, медь, кадмий, полихлорированные бифенилы, полиароматические углеводороды, диоксины, углеводороды, асбест
7. Отходы
Воздух	Сжигание мусора – дымы, аэрозоли, пыль (кадмий, ртуть, свинец, оксиды углерода, азота, диоксины, полихлорированные дибензофураны, полиароматические углеводороды); полигоны захоронения отходов – метан, летучие органические соединения; отходы ферм – метан, аммиак, сероводород
Вода	Полигоны захоронения отходов – нитраты, аммоний, кадмий, полихлорированные бифенилы, микроорганизмы; стоки станций водоочистки – органические вещества, фосфаты, нитраты, аммоний
Почва	Илистые отходы станций водоочистки – аммоний, полиароматические углеводороды, полихлорированные бифенилы, металлы (кадмий, хром, медь, ртуть, марганец, молибден, никель, свинец, ванадий, цинк и др.); металлический лом – кадмий, хром, медь, никель, свинец, цинк, марганец, ванадий, вольфрам, полиароматические углеводороды, полихлорированные бифенилы; костры, зола и т.п. – медь, свинец, полиароматические углеводороды, бор, мышьяк; аэрозоли мусоросжигающих заводов – кадмий, полихлорированные дибензофураны, полиароматические углеводороды, полихлорированные бифенилы, диоксины; открытое складирование промышленных отходов – разнообразные вещества; полигоны захоронения отходов – нитраты, аммоний, кадмий, полихлорированные бифенилы, микроорганизмы
8. Транспорт
Воздух	Выхлопные газы, аэрозоли и взвешенные частицы (оксиды углерода, азота и серы, полиароматические углеводороды, пероксиацетилнитрат, озон, соединения свинца, ванадий, молибден)
Вода	Пролив топлива, жидких грузов (углеводороды, пестициды, продукты органического синтеза, нефтепродукты), антиобледенители, антифризы, осаждение продуктов сгорания топлива, полиароматические углеводороды, сульфаты, нитраты, соединения свинца
Почва	Взвешенные частицы (соединения свинца, полиароматические углеводороды), кислотные выпадения, антиобледенители, разнообразные вещества на сортировочных станциях, в доках, подъездных путях и т.п., осаждение продуктов сгорания топлива, частицы шинной резины (содержат цинк и кадмий)

Оксид углерода (CO), диоксид серы (SO₂) и оксиды азота (NO₂, NO, N₂O) – загрязняющие вещества, наиболее часто поступающие в воздух. Увеличение содержания оксидов серы и азота в атмосфере приводит к образованию кислотных дождей.

Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), основу которых составляют бензойные кольца, содержатся в каменноугольных смолах, битумах, минеральных и сланцевых маслах, в бытовой саже. Обладают канцерогенным эффектом, т.е. способны провоцировать развитие рака. Поступают в воздух при производстве кокса, чугуна, алюминия, стали, газификации угля. К ПАУ относится и бенз(а)пирен, обладающий ярко выраженной канцерогенной активностью.

Диоксины – это группа полихлорированных дибензодиоксинов, в которую входит более 200 веществ. Диоксины хорошо растворяются в жирах и способны накапливаться в живых организмах. Образуются при сжигании любых хлорированных углеводородов и пластиков, а также при лесных пожарах в тех местах, где применялись хлорсодержащие пестициды.

Металлорганические соединения были специально разработаны для борьбы с биологическим обрастанием днищ судов, трубопроводов тепло- и гидроэлектростанций. Они применяются в качестве стабилизаторов поливинилхлорида (ПВХ), используемого для производства ряда пластмасс, в том числе для изоляции электропроводов. Производные метилртути обладают сильными биоцидными (уничтожающими живое) свойствами и поэтому применялись в середине XX века для протравливания посевных семян. Алкидные производные свинца получили широкое распространение в качестве присадки (добавки) к автомобильному топливу.

Поглощающие кислород органические вещества – это множество органических отходов лесоперерабатывающей и пищевой промышленности, которые при гниении активно поглощают кислород (мерой чего выступает такой показатель состояния водной среды, как биохимическое потребление кислорода).