Глава 6 основные токсиканты в природных средах и сельскохозяйственной продукции

6.1. Источники загрязняющих веществ, их состав и пути распространения

В настоящее время под загрязнением понимают процесс при­внесения в среду или возникновение в ней новых, не характерных для нее физических, химических, биологических агентов, оказы­вающих отрицательное воздействие на биоту, в том числе челове­ка. Загрязненность — это уровень концентраций загрязняющих ве­ществ или уровень физических либо каких-либо других воздей­ствий на окружающую среду. К основным видам загрязнений относятся: физическое (солнечная радиация, электромагнитное из­лучение, шум, вибрации и т.д.), химическое (органические соеди­нения, тяжелые металлы, нефтепродукты и т.д.), биологическое (отходы микробиологической промышленности, бактериальное загрязнение и др.) (Хоружая, 2000).

Основными путями загрязнений экосистем являются воз­душные выбросы загрязняющих веществ и их сброс в водоемы со сточными водами. С потоками воздуха и воды эти вещества распространяются на значительные территории. Из воздуха они оседают на поверхности почвы, растений, затем проходят по пастбищным (почва — растение — фитофаг — хищник и т. д.) и детритным (отмершее растительное вещество — сапрофаг -хищник) трофическим цепям, где происходит их перераспреде­ление, накопление и превращение. Загрязняющие вещества оказывают также непосредственное влияние на живые организ­мы в процессе дыхания, действия радиоактивного излуче­ния и др.

В России наибольшее количество загрязняющих веществ в атмосферу выбрасывают автотранспорт (33,4 %), энергетичес­кая промышленность (15,3%), цветная (11,2%) и черная (8,3 %) металлургия, предприятия транспорта (6,3 %). Макси­мальные объемы загрязняющих сточных вод сбрасывают в водо­емы жилищно-коммунальные хозяйства (13,0%), целлюлозно-бумажная (7,4 %), химическая и нефтехимическая (6,2 %), энер­гетическая (4,5%) промышленность (табл. 6.1) (Шеховцев, Жильцов и др., 1997).

6.1. Объемы выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и сбросов загрязненных сточных вод в поверхностные водные объекты в Российской Федерации в 1995 г.

Источник выброса	Выбросы в атмосферу		Сброс в	водоемы
	тыс. т	%	млн.м3	%
Российская Федерация Промышленность: энергетическая цветная металлургия черная металлургия нефтедобывающая нефтеперерабатывающая машиностроение газовая строительных материалов угольная химическая и нефтехимическая деревообрабатывающая и целлю­лозно-бумажная пищевая оборонная легкая прочая Передвижной транспорт: Автотранспорт воздушный транспорт водный транспорт Предприятия транспорта Жилищно-коммунальное хозяйство Сельское хозяйство	32832,6 18140,4 5017,7 3693,2 2735,3 1409,1 908,6 725,6 707,7 674,2 626,5 525,0 522,2 300,3 138,8 74,2 82,0 11563,0 10955,0 287,0 321,0 2038,9 440,0 650,3	100 55,2 15,3 11,2 8,3 4,3 2,8 2,2 2,2 2,1 1,9 1,6 1,6 0,9 0,4 0,2 0,2 35,3 33,4 0,9 1,0 6,2 1.3 2,0	24477,6 8574,6 1090,5 529,0 757,7 31,1 317,4 782,1 4,5 129,5 740,2 1525,4 1799,3 171,7 178,4 170,8 347,0 91,7 - - - 124,9 12503,7 3172,7	100 35,0 4,5 2,2 3,1 0,1 1,3 3,2 <0,1 0,5 3,0 6,2 7,4 0,7 0,7 0,7 1,4 0,4 - - - 0,5 51,1 13,0

Среди выбросов веществ в атмосферу промышленностью преобладают жидкие и газообразные вещества (82,4 %), в частности оксиды серы (34,0 %), углерода (23,2 %), азота (9,5 %), аммиак, пая кислота, углеводороды, бензин, сажа. В России от стационарных источников в атмосферу ежегодно выбрасывается около 6 млн. т диоксида серы и 2 млн т диоксида азота. В сбрасываемых промышленностью сточных водах больше всего водорастворимых: солей, включая соли тяжелых металлов, хлориды, сульфаты. Выбросы предприятий транспорта по составу сходны с промышлен-ными. В выхлопных газах автотранспорта выявлено около 200 веществ, среди которых преобладают оксид углерода, в выбросах жилищно-коммунального хозяйства — водорастворимые соли, сажа, сельского хозяйства — минеральные соли, сульфаты, хлориды.

В развитых странах действует законодательство, направленное на защиту воздушного бассейна. В результате значительно уменьшилась общая загрязненность воздуха, однако выбросы, источником которых является автомобильный транспорт, возросли до выбрасываемых в атмосферу углеводородов. В присутствии ультрафиолетовых лучей солнечного света оксиды азота и углево­дороды выхлопных газов реагируют между собой с образованием более ядовитых веществ, известных как фотохимический слю, в ча­стности пероксиацетилнитрата (PAN) и озона (О3). Оба указанных вещества вызывают у человека слезоотделение и затруднение ды­хания, крайне ядовиты они и для растений. Озон усиливает дыха­ние листьев, в процессе которого расходуются запасные питатель­ные вещества растения, и оно гибнет. Пероксиацетилнитрат бло­кирует реакцию Хилла в фотосинтезе, что приводит к снижению образования питательных веществ и также к гибели растений (Duggeretal., 1966).

Вторым по мощности источником антропогенных органических загрязнителей служит промышленное производство. Базовым продуктом основного органического синтеза является этилен. На его основе вырабатывается почти половина всех органических ве­ществ. В результате действия этилена на некоторые клеточные структуры происходит снижение интенсивности обменных про­цессов, замедление роста, опадение листвы, переход растений в состояние покоя.

В индустриально развитых странах на долю потерь использу­емых в промышленности растворителей приходится 20 обшей эмиссии углеводородов. Среди них преобладают летучие галогеноуглеводороды. Окисление реакционно-способных органических соединений также приводит к образованию озона — сильнейшего фитотоксиканта и мутагена. Его концентрация уве­личивается за счет взаимодействия техногенных оксидов азота с фитогенными непредельными углеводородами.

Токсикация экосистем Земли происходит многими органичес­кими и неорганическими веществами. Кроме газообразных неор­ганических соединений, тяжелых металлов и радионуклидов к ним следует добавить многие тысячи органических веществ, пре­имущественно синтетического происхождения. К основным ток­сикантам, поступающим в живые организмы, в частности в орга­низм человека, и имеющим высокую токсичность, относятся:

• газообразные неорганические соединения и кислоты;

• тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, мышьяк, олово, цинк, медь и др.);

• радионуклиды;

• полициклические ароматические и хлорсодержащие углево­дороды;

• диоксины;

• пестициды и их метаболиты, включая дефолианты, десиканты;

• регуляторы роста;

• нитраты, нитриты и нитрозосоединения;

• антибиотики, сульфаниламиды, нитрофураны, гормональные препараты;

• микотоксины и др.

Во второй половине XX в. большую актуальность приобрело биологическое загрязнение окружающей среды. Биологическим загрязнением называют привнесение в среду и размножение в ней нежелательных для человека организмов, а также естественное или искусственное проникновение в используемые человеком экосистемы и технологические устройства организмов, чуждых данным экосистемам. Биологическое загрязнение является след­ствием антропогенного воздействия на окружающую среду. Один из видов биологического загрязнения — выбросы предприятий микробиологического синтеза. Лишь сравнительно недавно в Рос­сии установлены регламенты на концентрации в окружающей среде продуктов микробиологического синтеза и штаммы-про­дуценты микроорганизмов. В частности, в 70—80-х годах XX в. в России было создано восемь крупных и около 100 мелких пред­приятий по производству искусственного белка из кормовых дрожжей (Candida tropicalis и др.), культивируемых на углеводоро­дах нефти (парафины, метанол). Предприятия выпускали более 1,5 млн т в год белкоио-витаминного концентрата (БВК). В ре­зультате вокруг заводов произошло сильное загрязнение окружаю­щей среды БВК и продуктами его производства, что вызвало рез­кое увеличение заболеваемости населения бронхиальной астмой, снижение иммунитета. На территории г. Кириши в 1988г. вокруг такого завода выпало с осадками не менее 2т БВК, и в результате загрязнения многие жители стали инвалидами.

Опасность биологического загрязнения связана также с вероят­ностью производства рядом стран биологического оружия. Его можно получить в обстановке полной секретности в небольших лабораториях.

К новым видам биологического загрязнения относится гене­тическое загрязнение окружающей среды, связанное с развитием генной инженерии и ее широким использованием в сельском хо­зяйстве.