эко

Воздействие на атмосферу.

Основным объектом изучения вопроса о загрязнении атмосферы

является атмосферный воздух.

В законе «Об охране атмосферного воздуха» дано следующее определение:

Атмосферный воздух - жизненно важный компонент окружающей среды, представляющий собой

естественную смесь газов атмосферы, находящуюся за пределами жилых,

производственных и иных помещений.

Постоянство состава воздуха — важнейшее условие существования человечества.

Поэтому любые изменения состава рассматриваются как загрязнение атмосферы.

Основными ингредиентами загрязнения атмосферы являются

оксиды углерода (СО), азота (NO) и серы (SO),

а также углеводороды (CH) и взвешенные частицы (пыль).

Загрязняющие вещества, выброшенные в воздушный

бассейн в виде газов или аэрозолей, могут:

• оседать под действием силы тяжести (крупнодисперсные аэрозоли);

• физически захватываться оседающими частицами (осадками) и поступать в лито- и гидросферу;

• включаться в биосферный круговорот соответствующих веществ

(углекислый газ, пары воды, оксиды серы и азота и пр.);

• изменять свое агрегатное состояние (конденсироваться, испаряться, кристаллизоваться)

или химически взаимодействовать с другими компонентами воздуха;

• находиться в атмосфере относительно длительное время, переносясь

циркуляционными потоками в различные слои тропо- и стратосферы

и в разные географические области планеты до тех пор,

пока не создадутся условия для их физической или химической трансформации.

Сводные данные о количестве наиболее распространенных

выбросов показывают, что их основная часть приходится

на промышленно развитые страны Северной Америки,

Европы и в меньшей степени Азии.

Анализ изменения объемов антропогенных выбросов в мире,

указывает на незначительное, но всё-таки снижение объёмов выбросов в конце XX - начале XXI вв.

При этом общий объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферу

остается на крайне высоком уровне.

В результате антропогенного воздействия на атмосферу возникают:

• локальная или региональная загазованность приземного слоя;

• трансграничный перенос загрязнений на значительные расстояния;

• различные глобальные эффекты, такие, как «парниковый эффект»;

• загрязнение лито- и гидросферы как результат процессов

естественного самоочищения атмосферы.

Загрязнение парниковыми газами.

К настоящему времени деятельность человека значительно влияет

на состав воздуха планеты и приводит прежде всего к созданию парникового эффекта,

т.е. к увеличению содержания в нем парниковых газов.

Эти газы, будучи прозрачными для коротковолновых солнечных лучей,

плохо пропускают длинноволновые излучения, уходящие обратно в космическое пространство.

В результате нижний слой атмосферы и поверхность Земли нагреваются.

На слайде показан рост средней температуры за последние полтора века.

Основной примесный газ, создающий парниковый эффект,

— диоксид углерода (С02), содержание которого за предыдущие 150 лет заметно выросло.

Причинами роста концентрации С02 в атмосфере являются

выброс диоксида углерода промышленными предприятиями,

работающими на углеводородном сырье, а также снижение

интенсивности его поглощения биотой наземных экосистем, прежде всего лесами.

Другим газом, создающим парниковый эффект на планете, является метан.

Основная природная причина образования метана — деятельность

особых бактерий, разлагающих в анаэробных условиях (без доступа кислорода) углеводы.

Это происходит прежде всего на болотах и в пищеварительном тракте животных.

Метан образуется в кучах компоста, на свалках, рисовых полях,

а также при добыче ископаемого топлива.

Помимо диоксида углерода и метана к парниковым газам

относятся хлорфторуглероды и их заменители.

Количество С02 в атмосфере при современных темпах

потребления человеком ископаемого топлива удваивается

каждые 23 года, что может привести к потеплению климата

уже к 2025 г. на 1 °С и к концу начавшегося столетия — на 2 °С.

На основании расчетов, проведенных с использованием

климатических моделей, сделан вывод, что если

не принять меры по прекращению выбросов парниковых газов,

то уровень моря на Земле поднимется примерно на 200 мм к 2030 г.

Это произойдет в результате увеличения объема воды из-за нагрева и таяния снегов.

Повышение уровня моря на 300—500 мм вызовет серьезные

проблемы в странах, расположенных в низменных районах,

и в ряде крупных городов, таких, как Амстердам, Венеция, Рио-де-Жанейро, Санкт-Петербург.

Дальнейший подъем уровня моря (на 1 м выше современного)

затронет человеческое сообщество значительно сильнее:

море затопит арабские страны, зальет около 15% площади Египта.

Таяние вечной мерзлоты может привести к разрушению всего,

что создано человеком на её поверхности.

Увеличатся интенсивность и частота экстремальных явлений природы — ураганов, засух.

Проблема диоксинового загрязнения воздуха.

Диоксин по химической структуре относится к классу полигалогенированных

циклических ароматических углеводородов, в которых

атомы водорода, соединяющиеся с углеродом в бензольном кольце, замещены хлором.

Диоксины чрезвычайно токсичны и проявляются со значительным

латентным периодом, т.е. не сразу, а спустя некоторое время.

Человек получает диоксины в основном с пищей,

в которую они попадают из применяемых в сельском хозяйстве пестицидов,

производных трихлорфенолов.

Другим источником попадания диоксинов в почву может стать воздушное загрязнение.

Источники загрязнения диоксинами окружающей среды разнообразны:

нефтепереработка, целлюлозно-бумажная промышленность, производство полимерных

материалов и пластмасс, красителей, искусственной кожи.

В воздух диоксины попадают в наибольшей степени при сжигании

различных продуктов и особенно поливинилхлоридов (ПВХ) и ряда пластмасс.

Диоксины образуются при сжигании хлорорганических

веществ и хлорполимеров, особенно таких опасных

предшественников диоксинов, как полихлорфенолы, полихлорбензолы,

а их синтез усиливается в присутствии металлов переменной валентности.

Отношение к мусоросжигательным заводам с этого времени

переменилось в худшую сторону.

В бытовом мусоре много полимерных материалов.

Если сжигать мусор без предварительной сортировки,

то мусоросжигательный завод становится источником

токсичного загрязнения воздуха, причем ухудшение

состояния здоровья почти невозможно сразу распознать:

оно проявляется лишь со временем.

Европейское экономическое сообщество (предшественник Европейского союза)

приняло меры по исключению предшественников диоксинов из бытового мусора.

Для этого промышленности этих стран пришлось заменить

выпускаемые полимеры на другие модификации.

Введена интернациональная маркировка полимерных упаковок (таблица 2).

Была изменена и конструкция мусоросжигательных заводов.

Если раньше из мусора выбирали в основном только металлические предметы,

то теперь перед сжиганием мусора полагается

проводить его тщательную сортировку, в процессе

которой должны быть удалены изделия из пластмассы, металла и стекла.

Для того чтобы подобная сортировка была наиболее эффективной,

придется сделать ещё один важный шаг в изменении

наших привычек и научиться сортировать мусор самим,

не смешивая разные по происхождению и составу вещества вместе.

Парадокс заключается в том, что наибольший вред

мы наносим себе сами, когда создаем неестественную

смесь самых разнообразных веществ, которую называем мусором,

или твердыми бытовыми отходами.

Особенности загрязнения воды и его последствия для живого.

Вода, как и воздух, является количественно неисчерпаемым

природным ресурсом, но человеку и всему живому

в биосфере нужна не просто вода как вещество с формулой Н20,

а вода определенного качества, т. е. имеющая определенные

прозрачность, температуру, сопутствующие примеси и т.п.

Гидросфера — это естественный фильтр-аккумулятор загрязняющих веществ,

поступающих в окружающую среду, что связано

с циклом глобального круговорота воды и с её универсальной

способностью к растворению газов и минеральных веществ.

По мере развития цивилизации человеку требовалось все больше и больше воды.

Человек каменного века потреблял менее 10 л/сут,

в Римском государстве — до 70 л/сут,

современный житель развитого государства — около 700 л/сут,

тогда как во многих современных развивающихся странах эта цифра не превышает 30 л/сут.

Статистика показывает, что 80% всех заболеваний в мире

вызвано неудовлетворительным качеством питьевой воды.

Считается, что уровень потребления воды характеризует

уровень технического и культурного развития общества.

На питье и приготовление пищи человек затрачивает не более 10% потребляемой воды,

а в среднем бытовое потребление в развитых странах составляет 220—320 л/сут.

Среди отраслей экономики первое место по потреблению воды занимает сельское хозяйство.

Второе место отводится промышленности.

Ни одно промышленное предприятие не может функционировать,

не используя воду из природных источников.

Потребность предприятий в воде изменяется в широких

пределах и зависит от вида получаемой продукции,

системы водоснабжения и климатических условий и т.п.

Так, для получения 1 т угля затрачивается 2 т воды.

Третье место по водоемкости занимает коммунальное хозяйство городов.

Значительный объем чистой воды затрачивается на разбавление,

обеззараживание стоков и отбросов промышленности,

сельского хозяйства, строительства и населенных пунктов,

а также транспортных путей, т.е. на борьбу с загрязнением гидросферы.

Во всех перечисленных сферах значительную часть составляют стоки.

Влияние на воды суши.

Наибольшее число стоков, загрязняющих поверхностные

и грунтовые воды, образуется в энергетике, сельском и коммунальном хозяйствах.

Большую роль в загрязнении вод играют вещества, выпадающие из атмосферы с осадками.

В воды суши и океана поступают сера и азот в виде соединений

H2S04 , HNOg, (NH4)2S04, NH4N03.

Фосфор в виде соединений попадает в водоемы с бытовыми сточными водами,

причем 20—30% этого количества — из синтетических моющих средств.

Постоянно увеличивается доля загрязнений, вносимых в водоемы за счет смывов

атмосферными осадками удобрений и пестицидов с полей.

Основная трудность в предотвращении загрязнения сточных вод

объектами сельского хозяйства заключается в том, что поступление

биогенных веществ с пашен рассредоточено в пространстве

и в невозможности выделить «источники» и «потоки» загрязнений.

На воды суши ощутимо влияет мелиорация и в первую очередь

её частные виды — орошение и осушение.

Орошение — искусственное увлажнение почвы и поверхности

растений путём подачи воды осуществляется с целью

обеспечения растений влагой, регулирования солевого режима почв.

Однако научно не обоснованный отвод больших объемов воды

из природных источников (рек, озер, болот)

приводит не только к изменению уровня грунтовых вод, что вызывает

засоление почв и потери их плодородия, но и к обезвоживанию самих природных источников.

Так, по прогнозам ученых ряду рек угрожает судьба

в ближайшем будущем не достигнуть своего природного устья, поскольку их воды по ходу

течения будут полностью откачаны на промышленно-бытовые нужды.

Вода, непосредственно участвующая в технологическом цикле

предприятий, насыщается различными химическими соединениями и взвесями.

Кроме того, вода природных источников, потребляемая

предприятиями промышленности, используется в значительных количествах в качестве хладагента.

Сброс подогретых вод обратно в водоем меняет его биоценоз, вызывает цветение воды.

Основные химические загрязнители, поступающие в водоемы суши

с промышленных предприятий, принято делить на три группы:

• неразлагающиеся или очень медленно разлагающиеся вещества

в том числе ионы металлов, минеральные соли, углеводороды нефти и т.п.;

• водорастворимые вещества, не вовлекаемые в биологический круговорот, в т.ч. токсичные;

• легкоусвояемые органические соединения (биогенные вещества).

В последнее время появился новый и опасный источник

загрязнения пресных вод, связанный с перепроизводством лекарств

и избавлением от просроченных лекарственных препаратов.

По составу лекарства трудно отнести к одной категории химических веществ:

среди них есть и достаточно простые

неорганические соединения, и синтетические соединения,

и природные органические соединения, в том числе

с очень высокой биологической активностью.

Разнообразен состав бытовых стоков: помимо органических

веществ и моющих средств в канализационных водах

оказываются и все жидкие химикалии, используемые в домашнем хозяйстве.

Кроме того, есть множество предприятий, не оборудованных

собственными очистными сооружениями;

они также сбрасывают жидкие загрязнители в городскую канализацию.

Например, из школьных и университетских лабораторий

отработанные химикалии поступают в ту же систему

сбора бытовых стоков, что и грязная вода из жилого сектора.

Тем не менее, главную опасность в бытовых стоках представляет биологическое загрязнение:

микробы, простейшие, яйца гельминтов, которые могут вызывать смертельно опасные

инфекционные болезни и быть причиной настоящих эпидемий.

Еще одна проблема, это эвтрофикация водоемов - увеличение концентрации

в них биогенных веществ, необходимых для питания растений.

При быстром обогащении питательными веществами

начинается интенсивное размножение фитопланктона, так что его биомасса

увеличивается многократно, и обычно прозрачная вода становится мутно-зеленой.

Загрязнение почвы и грунта может повлечь за собой

непоправимое загрязнение грунтовых вод.

Благодаря своим абсорбционным свойствам пористый грунт

способен в течение длительного срока быть эффективным фильтром,

задерживая поступающие с поверхности жидкие загрязнители

вроде нефтепродуктов и бактериальных агентов.

Однако со временем любой фильтр засоряется и сам

превращается в стойкий источник загрязнения.

Влияние на Мировой океан.

Антропогенная нагрузка на воды Мирового океана

в последние десятилетия значительно увеличилась.

В результате резко ухудшилось качество морской воды,

нанесен ущерб биологическим ресурсам океана, увеличилась

опасность для здоровья людей.

В Мировой океан поступает большое количество взвешенных частиц.

В нём обнаруживаются все новые и новые загрязняющие

вещества антропогенного происхождения.

Доля антропогенного поступления в суммарном поступлении

свинца в океан составляет 92%, нефти — 88%, хлорированных углеводородов — 100%.

Особенно опасны для биоценоза океана хлорорганические соединения,

обладающие токсическим и канцерогенным действием.

Прибрежные зоны океана подвержены процессу эвтрофикации и микробиологическому

загрязнению воды в первую очередь из-за хозяйственно-бытовых стоков.

Неуклонно возрастает поступление в океан нефти и нефтепродуктов.

В океан не только сливают все стоки, но и сбрасывают большое количество твёрдых отходов.

Наиболее опасны контейнеры с высокоактивными отходами

атомной промышленности, содержащими трансурановые

элементы, которые могут оставаться опасно радиоактивными ещё несколько тысяч лет.

Также в водах морей и океанов проводится захоронение опасных ядохимикатов.

Тяжелые металлы (наибольшую опасность представляют

ртуть, свинец, кадмий) могут накапливаться в пищевых

цепях, что сильнее всего проявляется в морских экосистемах.

Поэтому морепродукты и особенно те виды, которые

венчают пищевые цепи, такие, как крупные рыбы, например, тунцы,

могут содержать тяжелые металлы в очень высоких концентрациях.

Человек вносит изменения в гидрологический и гидрохимический сток в целом,

вмешивается в естественный круговорот веществ, меняет качество воды.

Основные причины загрязнения вод морей и океанов следующие:

• сброс промышленных и хозяйственно- бытовых сточных вод в моря или реки;

• поступление с суши стоков,

содержащих вещества, применяемые в сельском и лесном хозяйствах;

• захоронение на морском дне загрязняющих веществ

(радиоактивные отходы и т.п);

• разнообразные утечки с судов морского транспорта;

• аварийные выбросы и сбросы судов, а также из подводных трубопроводов;

• добыча полезных ископаемых на морском дне;

• выпадение загрязняющих веществ с осадками из атмосферы.

Последствия загрязнения почвы.

Человек интенсивно воздействует на верхнюю часть твердой оболочки Земли.

Преимущественно это воздействие приходится на верхний плодородный

слой литосферы — почву, благодаря которой человечество

удовлетворяет основную часть своих потребностей в продуктах питания.

Плодородные земли относятся к условно возобновимым ресурсам,

однако время, необходимое для их восстановления,

т.е. формирования плодородного слоя, достаточного для

сельскохозяйственного использования, может исчисляться сотнями или даже тысячами лет.

Стремясь повысить урожаи выращиваемых культур, человек

широко применяет удобрения, пестициды, строит оросительные и осушительные системы.

При этом вносятся существенные антропогенные помехи

в биогеохимические круговороты биогенных элементов.

Интенсификация сельскохозяйственной деятельности человека

и прежде всего химизация вызывают изменения в устоявшихся

процессах превращения веществ и энергии в природе.

Значительные потери веществ, например, азота, происходят

в результате их улетучивания из почвы и вымывания.

Обогащение биосферы азотом за счет удобрений опасно,

так как это ведет к накоплению токсичных азотсодержащих органических соединений.

К канцерогенным соединениям, появление которых обусловлено

неправильной химизацией сельского хозяйства, относятся нитрозосоединения.

Как правило, они вызывают образование злокачественных

опухолей печени, желудка, лёгких и других органов,

обладают мутагенным и эмбриотоксическим действиями.

Сегодня человечество уже не может использовать экстенсивный

путь развития сельского хозяйства, основанный на

поддержании и повышении плодородия почв, связан

с обязательным применением удобрений.

При нарушении технологии использования удобрений

их неблагоприятное воздействие на окружающую среду

многосторонне сказывается на различных компонентах биосферы.

При этом может происходить:

• нарушение круговорота и баланса питательных веществ, снижение плодородия почв;

• снижение урожаев сельскохозяйственных культур и качества продуктов;

• развитие грибковых и других заболеваний растений,

рост сорняков из-за нарушения соотношения макро- и микроэлементов в почве;

• попадание питательных элементов удобрений и почвы со стоками в грунтовые воды,

а далее в поверхностные водоемы, что вызывает их эвтрофикацию;

• проникновение в стратосферу оксидов азота, образующихся при денитрификации

азотных соединений почвы, что способствует разрушению озонового слоя.

Одним из видов антропогенного воздействия на почву является

усиление процессов водной и ветровой эрозии.

Эрозия — процесс разрушения и переотложения почвенных

частиц воздушными или водными потоками.

Эрозия почвы происходит и в естественных условиях,

однако она значительно ускоряется вследствие

антропогенного воздействия на экосистемы, выражающегося

в чрезмерной и неправильной распашке земли, в том числе

без учета рельефа, сведения лесов, непроведения противоэрозионных

агрохимических мероприятий.

Борьбе с эрозией почв способствует безотвальная обработка земли,

контурная и полосная вспашки, террасирование,

создание ветрозащитных полос.

Ущерб плодородию почв наносят нерегулируемые ливневые осадки и паводки,

ненормированный выпас скота, распашка целинных

и залежных земель, проводимая без учёта возможной эрозии.

Усилению эрозии почвы, обмелению рек и озер способствует вырубка лесов.

В результате сведения лесов почва, лишенная растительного

покрова, слабо поглощает осадки, и в сезон дождей

плодородный слой легко вымывается.

В ряде стран сокращение земель, используемых в сельском хозяйстве,

происходит из-за чрезмерного выпаса скота.

Значительно снижает плодородие почв их засоление — повышение

содержания легкорастворимых солей.

Оно может быть вызвано, например, привнесением

солей грунтовыми и поверхностными водами.

Наиболее часто засоление вызывается нерациональной системой орошения земель.

Значительное загрязнение плодородного слоя почвы

и отчуждение сельскохозяйственных земель вызывает складирование

и захоронение отходов производства и потребления.

Основная масса твёрдых отходов образуется на предприятиях следующих отраслей:

• горной и горно-химической промышленности (отвалы, шлаки, «хвосты»);

• чёрной и цветной металлургии (шлаки, шламы, пыль и т.д.);

• металлообрабатывающих отраслей (отходы, стружка, бракованные изделия);

• лесной и деревообрабатывающей промышленности (отходы лесозаготовки, опилки, стружка);

• энергетической — тепловые электростанции (зола, шлаки);

• химической и смежных отраслей промышленности (шламы, стеклобой, пластмассы и т.п.);

• пищевой промышленности (кости, шерсть и т.п.);

• легкой и текстильной промышленности.

Накопление значительного количества твёрдых отходов

во многих отраслях обусловлено существующим уровнем промышленных технологий,

не предусматривающих комплексной переработки сырья.

Многие технологии предусматривают использование не более 8—10% сырья,

а некоторые даже менее 1%.

Всё остальное поступает в отходы или отвалы.

Помимо того, что промышленные отходы занимают значительную

территорию, они служат источником химического

загрязнения почвы, гидросферы и атмосферы.

К твёрдым отходам также относится обезвоженный

активный ил, образующийся на очистных сооружениях

промышленных предприятий и городов.

Для обезвреживания наиболее токсичных неутилизируемых

твёрдых и жидких отходов промышленности, содержащих

хром, кадмий, свинец, ртуть, пестициды, отработанные

катализаторы и т.п., производят их захоронение на специально

оборудованных полигонах.

Проблема утилизации отходов производства и потребления

— одна из острейших экологических проблем, стоящих перед

городами и особенно перед крупными, где на одного

жителя в год образуется 200—750 кг твёрдых бытовых отходов.

Примерно треть этого количества составляют пищевые отходы,

а еще треть — бумага и картон.

Твёрдые бытовые отходы в ряде случаев не менее опасны, чем промышленные.

Наиболее характерным примером является проблема ртутной безопасности,

осознанная в настоящее время как одна из важнейших среди иных

экологических проблем в городах.

Металлическая ртуть и её соединения — наиболее

токсичные среди загрязнителей окружающей природной среды,

так как ртуть является веществом первого класса опасности.

В виде аэрозоля она попадает в организм вместе с воздухом

и затем длительное время воздействует на человека.

При концентрациях выше 0,25 мг/м3 ртуть полностью

задерживается легкими, а при наличии в воздухе

закрытых помещений ртутных паров в концентрации 0,1—0,8 мг/м3

у людей наблюдаются острые отравления.

Наиболее распространенный источник ртутного загрязнения в городских условиях

— вышедшие из эксплуатации лампы дневного света и ртутьсодержащие приборы.

В целях повышения эффективности регулирования в области

обращения с отходами, увеличения уровня экологической безопасности,

Федеральной службой по надзору в сфере природопользования

Министерства природных ресурсов и экологии утвержден

«Федеральный классификационный каталог отходов»,

представляющий собой систематизированный свод кодов и наименований видов отходов.