Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Экология учебное пособие. Конспект лекций
.pdf
61
ная и чистая. Они дают превосходную воду для питья. Многие озёра в начале своего
существования являются олиготрофными. Однако за многие столетия в них накапливается ил, детрит (растительные и животные остатки ) и растворённые питательные вещества. Ил и детрит постепенно заполняют первоначально глубокую чашу и
превращают воду в густой питательный “бульон”. За несколько тысяч лет озеро может превратится естественным путём из олиготрофного в эвтрофное. Эвтрофные
водоёмы содержат питательные элементы в очень высоких концентрациях, которые
позволяют развиваться в них избыточному количеству водных растений, в частности водорослям. Вода в таких озёрах становится мутной, вспененной, похожей на
зелёный “суп”. Быстрорастущая популяция водорослей вызывает так называемое
“цветение”. Нехватка кислорода инициирует анаэробные процессы редукции отмирающих организмов, что вызывает вторичное загрязнение водоема токсичными,
плохо пахнущими соединениями (сероводород, метан, аммиак). В нетронутой природе процесс эвтрофикации не является обязательным или, по крайней мере, может
длиться тысячелетиями. Однако любое красивое, чистое озеро может стать эвтрофным, если в него попадают сточные воды с высоким содержанием питательных элементов. Такая судьба постигла крупнейшее и красивейшее озеро Европы - Ладогу.
Фосфаты. Поскольку фосфаты являются лимитирующим фактором для роста водорослей (лимитирующий фактор - это питательное вещество, присутствующее в минимальном количестве, по сравнению с количеством необходимым для роста) в
большей части водоёмов, целесообразно значительно сократить их содержание в
сточных водах. В значительных количествах фосфаты содержатся в синтетических
моющих средствах (СМС). Они используются для смягчения воды. Сухие СМС
обычно содержат триполифосфат натрия; жидкие могут содержать фосфаты натрия
или калия. Полное исключение соединений фосфора из моющих средств привело бы
к удалению 20-30% фосфатов из сточных вод. Во многих регионах установлен предел содержания фосфатов в СМС (8,7% по фосфору). Свободные от фосфатов моющие средства составляют сегодня 14% производства и всего лишь 3-4% продаж. Основной причиной неудачи антифосфатной компании является отсутствие подходящего заменителя.
Ещё одним значительным источником фосфатов является смыв фосфорных удобрений с сельскохозяйственных полей. Снизить значение этого источника можно применением высоких ирригационных технологий. Это требует значительных капиталовложений. Однако, даже если прекратить сброс в эвтрофное озеро сточных вод,
содержащих фосфаты, их содержание может годами оставаться высоким, так как
фосфаты, уже попавшие в донный ил, могут во многих случаях снова растворяться в
воде.
Пути решения проблемы загрязнения водоёмов фосфатами различны, а успех переменчив. В некоторых случаях можно увеличить поток воды через озеро. Это может
смыть питательные вещества и водоросли.
Нитраты. (Соли азотной кислоты - HNO3). Вода, содержащая более 10 мг/л нитра-
тов, считается непригодной для питья в основном потому, что она может быть токсичной для грудных детей. В желудочно-кишечном тракте, особенно в преджелудках, под влиянием оксиредуктазных ферментов нитраты восстанавливаются до аммиака через стадию образования нитритов. Задержка восстановления нитратов на
62
промежуточной стадии приводит к накоплению нитритов в желудочно-кишечном
тракте, всасыванию их в кровь и отравлению. По-видимому, в их желудках не выделяется достаточного количества кислоты, чтобы предотвратить развитие бактерий,
преобразующих нитраты в высокотоксичные нитриты. У отравившихся младенцев
возникает метагемоглобинемия - болезнь, при которой эритроциты не способны переносить кислород. Бактерии, превращающие нитраты в нитриты, не могут развивается в желудке детей более старшего возраста и взрослых, поскольку их желудок
уже выделяет достаточное количество кислоты. Есть данные , что витамин С в составе томатного или апельсинового сока предотвращает отравление младенцев нитратами, возможно, связывая их. Недавно учёные пришли к выводу, что нитраты в
питьевой воде могут оказаться вредными также для подростков и взрослых людей,
так как в желудке из них могут образоваться нитрозосоединения.
Нитриты. (Соли азотистой кислоты - HNO2). Природные и сельскохозяйственные
факторы могут оказывать значительное влияние на загрязнение подземных и поверхностных вод нитритами. Наиболее высокие концентрации нитритов в воде озёр,
как правило, отмечаются в зимнее время, а наиболее низкие в конце лета и осенью,
когда водные растения для своей жизнедеятельности интенсивно используют азот. В
воде рек наивысшие концентрации нитратов и нитритов наблюдаются весной, что
связывают с попаданием их в воду во время весеннего половодья. В грунтовых и
поверхностных водах нитриты могут обнаруживаться вследствие загрязнения коллекторными водами с полей, обработанных азотными удобрениями. В питьевую воду нитриты могут поступать из промышленных сточных вод ( до 0,5 мг/л).
У здоровых сельскохозяйственных животных в желудочно-кишечном тракте и крови содержится около 8мг/кг; в моче нитритов почти в два раза больше. При обнаружении в пробах патологического материала нитритов в количестве около более 50
мг/кг можно предполагать отравление животного. В организме человека нитриты
обнаружены в виде следов; они обнаружены в слюне, в слизи из носа, бронхов, легочной ткани, почках, белом веществе мозга , лимфатических узлах.
Другие минеральные соединения, поступающие из удобрен6ий и солей, используемых для снеготаяния при уборке снега и льда. Для таяния льда, как правило,
используют поваренную соль, которая в широком диапазоне концентраций нетоксична для большинства живых существ. Но благодаря высокому осмотическому
давлению, проявляющемуся при концентрации солей, достигающей несколько сот
мг/л, может нарушаться нормальное функционирование осмотических систем в пресной воде. Только некоторые виды живых существ имеют такую подвижную систему осмотического регулирования, что они безболезненно переносят большие перепады осмотического давления, например могут перемещаться из морской воды в
пресную речную и обратно.
Тяжелые металлы. К числу важнейших факторов, обуславливающих загрязнение
воды, относятся тяжелые металлы. Попадание в воду тяжелых металлов связано с
деятельностью целого ряда отраслей промышленности.
Поскольку тяжелые металлы содержаться также и в бытовых отходах, существует
опасность, что они могут попадать из свалок в грунтовые воды и водоемы. Должно
быть категорически запрещено использование соединений, содержащих тяжелые
металлы, еще в 70-е годы применявшихся для защиты растений и лесов.
63
Название отрасли
Cd
Cr
Cu
Hg
Pb
Ni
Sn
Zn
Целлюлозно-бумажная промышленность
+ + + + + + Горнодобывающая промыш-
ленность
+ + + + +
+
Производство хлора и щелочей
+ + + + + + Производство удобрений
+ + + + + +
+
Очистка нефти
+ + + + +
+
Производство стали
+ + + + + + + + Цветная металлургия
+ + + + + Авто- и авиастроение
+ + + + + + + Стекло, цемент, керамика
+
Текстильная промышленность
+
Кожевенная промышленность
+ Паросиловые установки
+
Таблица 4.4
Отрасли промышленности, загрязняющие природную среду тяжелыми металлами.
Попавшие в воду соединения тяжелых металлов сравнительно быстро распространяются по большому объему. Частично они выпадают в осадок в виде карбонатов,
сульфатов или сульфидов, частично адсорбируются на минеральных или органических осадках. Поэтому содержание тяжелых металлов в отложениях постоянно растет. Накапливаются тяжёлые металлы и в живых организмах (биоаккумуляция). Коэффициенты накопления токсичных металлов, то есть концентрация их на единицу
веса в морских организмах по отношению к морской воде, меняются в широких
пределах - от сотен до сотен тысяч, в зависимости от природы металла и видов организмов. Эти коэффициенты показывают, как накапливаются вредные вещества в
рыбе, моллюсках, ракообразных, планктоне.
Несмотря на единообразные первичные условия протекания биохимических процессов, различные тяжелые металлы оказывают разное действие на организм, вызывая
те или иные симптомы заболеваний, что в первую очередь связано с различиями в
характере распределения отдельных металлов в организме. При этом избирательно
повреждаются различные органы и ткани.
У растений устойчивость к действию тяжелых металлов выше, чем у людей и животных. В растениях тяжелые металлы могут отлагаться в клеточных стенках (целлюлоза) или в клеточных вакуолях с образованием хелатов. В этих случаях тяжелые
металлы становятся физиологически неактивными. Поэтому необходимо обращать
особое внимание на содержание тяжелых металлов в растениях, употребляемых в
пищу. Растения могут нормально развиваться благодаря их специфическому механизму обеззараживания и даже при таких концентрациях тяжелых металлов, которые для человека являются токсичными.
64
Металл
Планктон
Ракообраз-
ные
Моллюски
Рыбы
Ртуть
+ + + +
+ + +
+ + +
+ + +
Кадмий
-
+ +
+ +
+ + + +
Свинец
- + +
+ +
Медь
+ + +
+ + +
+ + +
+ + +
Цинк
+
+ +
+ +
+ +
Таблица 4.5
Токсический эффект некоторых наиболее распространённых тяжёлых металлов для фауны гидросферы.
Примечание. Степень токсичности:
- отсутствует; + - очень слабая: + + - слабая;
+ + + - сильная; + + + + - очень сильная .
Ртуть. Этот элемент встречается в природе в нескольких формах. Металлическая
ртуть, применяемая в термометрах, и ее неорганические соли (например, хлорид),
хотя и являются токсичными веществами, выводятся из организма достаточно быстро. Гораздо более опасны алкильные соединения ртути, в частности метил- и этилртуть. Эти соединения очень медленно выводятся из организма – за сутки, вероятно,
всего лишь около 1 % общего количества. Хотя большая часть ртути, попадающей в
природные воды, содержится там в виде неорганических соединений, в рыбе она
всегда трансформируется в форму гораздо более ядовитой метилртути. Исследования показали, что бактерии в донном иле озер и рек, в слизи, покрывающей тела
рыб, а также в слизи рыбьего желудка способны превращать неорганические соединения ртути в метилртуть.
Из-за своей токсичности и тенденции накапливаться в живых организмах предельная концентрация ртути в питьевой воде установлена на уровне 0,002 мг/л. Рыба с
содержанием ртути более 1 мг на килограмм веса считается небезопасной для употребления в пищу. Возможность этих двух процессов – трансформации веществ в окружающей среде и избирательного накопления их живыми организмами всегда
должна учитываться при решении вопроса об опасности какого-либо химического
загрязнения. Интересно отметить, что при концентрации ртути в воде только в 10
раз превышающей естественное содержание, загрязнение устриц уже превышает
норму, установленную в некоторых странах. Это показывает, как близок тот предел
загрязнения Мирового океана, который нельзя переступить без опасных последствий для жизни и здоровья людей.
Ртуть поступает в природные воды из многих источников. Например, при сбрасывании в реки отходов заводами по производству хлора, каустической соды (едкого натра), бумаги ртуть оседает в донном иле. Она может медленно просачиваться в глубокие щели и трещины в породах, находящихся под заводом. Естественное очищение загрязненных ртутью озер происходит тогда, когда содержащие ртуть слои бу-
65
дут плотно прикрыты слоями чистых осадков. До тех пор пока эти новые слои остаются ненарушенными, слой глинистых осадков сверху может надежно изолировать их на дне озера в течение 10 лет и более. Вместе с тем, когда ртуть проникает в
трещины донных пород, быстрые потоки способны вымывать ее, повышая ее содержание и в воде, и в рыбе в течение намного более долгого времени.
Кадмий. Появления кадмия в воде в заметных количествах из естественных источников почти неизвестно. В прошлом кадмий обычно появлялся в результате загрязнения воды отходами шахт или промышленных предприятий. Кадмий применяется
в производстве таких продуктов, как краски, сплавы, баллоны электрических ламп,
пестициды и детали ядерных реакторов. Специалисты в настоящее время опасаются,
что содержащие кадмий отходы, сжигаемые на свалках, способствуют поступлению
кадмия в воздух, а материалы, собираемые в хранилищах, загрязняют грунтовые воды. Предполагается, что широкое использование на тепловых электростанциях нефти вместо каменного угля увеличит содержание в воздухе кадмия, мышьяка и свинца. Из воздуха эти загрязнения вымываются дождями и попадают в природные воды. В добавление к росту концентраций в воздухе и в воде имеются данные о том,
что кадмий и свинец, содержащиеся в канализационных сбросах или фосфорных
удобрениях, способны повысить содержание этих элементов в пищевых продуктах.
Курильщики подвергаются дополнительному риску заболеваний от кадмия, мышьяка и свинца, содержащихся в табачных изделиях. Основное воздействие кадмия на
организм связано с его накоплением в почках. Помимо почечных заболеваний кадмий может также способствовать повышению кровяного давления. Существует
серьёзное подозрение, что этот металл может вызывать онкологические заболевания
и мёртворождаемость. Кадмий вреден для организма даже в сильноразбавленном
виде, возможно до 0,6*10-6 мг/л, что лишь пять раз превышает его концентрацию,
наблюдающуюся в природе.
Свинец. Свинец из бензина с добавкой тетраэтилсвинца является распространенным загрязнителем воздуха, откуда он вымывается дождями и попадает в поверхностные воды. Свинец может вызывать заболевание почек, нервной системы, органов
кроветворения, авитаминозы.
Мышьяк. Большая часть мышьяка приходится на пестициды и дефолианты, применяемые в сельском хозяйстве. Поскольку мышьяк содержится также в дыме от
сжигаемого угля, поверхностные воды вблизи предприятий, использующих уголь в
качестве топлива, или сельскохозяйственных угодий могут загрязняться мышьяком.
Железо и марганец тоже могут загрязнять источники питьевой воды. В большинстве случаев высокие концентрации этих металлов – результат дренирования шахт.
Длительное потребление воды с повышенным содержанием железа (более 0,3 мг/л)
увеличивает риск инфарктов и негативно влияет на репродуктивную функцию организма. Избыток марганца (свыше 0,1 мг/л), вязкого на вкус, поражает костную систему, а также (у медиков есть серьёзные основания это полагать) оказывает эмбриотоксическое и гонадотоксическое действие.
Алюминий. В последнее время широко обсуждается роль алюминия в развитии болезни Альцгеймера. Доказано, при концентрации свыше 0,5 мг/л существенно возрастает смертность от этой болезни.
66
Соли магния и кальция. Наличие этих солей, как известно, определяет жёсткость
воды. При высоком их содержании весьма вероятно развитие мочекаменной и
слюнно-каменной болезни, склероза и гипертонии. Однако, следует отметить, что
присутствие магния благотворно влияет на сердечно-сосудистую систему. С увеличением жёсткости (в определённых пределах разумеется) потребляемой воды
уменьшается смертность от сердечно-сосудистых заболеваний.
Кислоты и щелочи. Внутренние водные пути, а также некоторые районы Северного моря и Атлантики в течение многих лет испытывают действие антропогенных
кислотных выбросов. Важным компонентом этих загрязнений являются так называемые "слабые" кислоты, под которыми подразумевают очень разбавленные кислоты, получающиеся из отходов производств органических соединений и титанового
производства. Выше сказанное справедливо и для стоков, содержащих значительное
количества щелочей. Водородный показатель - рН промышленных стоков может находиться в интервале от 1 до 14. При разбавлении таких стоков водой естественных
водоёмов её кислотность может изменятся в широких пределах, тогда как рыба и в
пресной, и в солёной воде может нормально существовать лишь в интервале рН 58,5. Причём взрослые особи рыб при повышении кислотности (снижении рН) доживают свой век, но молодняк и, особенно, икра погибают. Для внутренних водоемов
наибольшую опасность представляют кислотные дожди. К тому же известную роль
могут сыграть кислоты почв, особенно, если в водоемы попадают воды из почв, содержащих сырой гумус. Заметные изменения кислотности отмечаются в водах, поступающих от основных (магматических) пород кислотного характера. Многие озёра Скандинавии и Северной Америки лишились своей фауны из-за повышения кислотности своих вод.
4.3.2. Органические загрязнители гидросферы.
Технический прогресс в нашем столетии привел к получению и изготовлению ряда
материалов, которые плохо поддаются разложению. Они попадают в окружающую
среду частично при изготовлении, частично при транспортировке и, наконец, при
использовании. Здесь они могут накапливаться в опасных концентрациях, оказывая
вредные воздействия на природную среду. К этой категории относятся также нефть
и нефтепродукты.
Нефть и нефтепродукты. Нефть в основном состоит из алифатических углеводородов, в некоторых случаях в зависимости от ее происхождения, она может содержать алициклические и ароматические углеводороды. В небольших количествах в
состав нефти могут входить также кислородсодержащие соединения, как, например,
альдегиды, кетоны и карбоновые кислоты. Нефть может попадать в природную среду различными путями, например, при бурении скважин на нефтяных месторождениях, при авариях танкеров или течи в нефтепроводах, при транспортировке, при
переработке сырой нефти, а также при очистке отстойников, танкеров и автоцистерн
от старой нефти и нефтепродуктов. В последнее время резко растут темпы добычи
нефти на океаническом и морском шельфе. Предположительно запасы нефти в
океане в 2-4 раза больше, чем на суше. Сейчас на шельфе добывается около четверти всей нефти, после 2000 года эта цифра, несомненно, превысит 50%. Считается,
67
что примерно 30% шельфа перспективно в отношении поисков нефти. Нефть добы-
Внешний вид
Толщина, мкм
Количество нефти, л/км2
Едва заметна
0,038
44
Серебристый отблеск
0,076
88
Следы окраски
0,152
176
Ярко окрашенные разводы
0,305
352
Тускло окрашенные
1,016
1170
Тёмно окрашенные
2,032
2310
вается в Персидском и Мексиканском заливах, у Тихоокеанского побережья США, у
берегов Венесуэлы, на Каспии, в Северном море. С добычей нефти на шельфе связаны множество аварий и катастроф. Сейчас добывается из моря и перевозится по
нему более 2 млрд. т нефти. По оценкам Национальной академии наук США, из этого количества в море попадает 1,6 млн. т. Остальная нефть, примерно три четверти
общего загрязнения, поступает с судов сухогрузов (льяльные воды, остатки горючесмазочных материалов), а больше всего из городов, особенно с предприятий, расположенных на побережье или на реках, впадающих в море.. По цвету плёнки можно
определить её толщину и оценить количество разлитой нефти:
Попадая в морскую среду, нефть сначала растекается в виде плёнки, образуя слои
(слики) разной мощности
Далее происходит испарение легко летучих фракций нефти. Бензиновые фракции
полностью испаряются с поверхности воды за 6 часов. За сутки испаряется не менее
10% сырой нефти, а примерно за 20 дней - 50%. Но более тяжёлые нефтепродукты
почти не испаряются. Нефть эмульгируется и диспергируется, образуя мелкие комочки. Сильное волнение моря способствует образованию эмульсий “нефти в воде”
и обратной “воды в нефти”.
Происходит также растворение нефти. В её составе имеются вещества растворимые
в воде, хотя их доля в общем не велика. В дальнейшем нефть подвергается медленным процессам, ведущим к её разложению: биологическим; химическим; механическим. Известны боле ста видов бактерий, грибков, водорослей и губок, способных
превращать углеводороды нефти в углекислый газ и воду. В благоприятных условиях благодаря деятельности этих организмов на 1 м2 за сутки при температуре 20-
300С разлагается от 0,02 до 2 г нефти.
Наиболее лёгкие, из оставшихся, фракции распадаются за несколько месяцев, но
комки битума исчезают лишь через несколько лет. Далее идёт медленная реакция,
под действием солнечного света, фотохимического окисления с образованием безвредных, растворимых в воде веществ. Комочки битума могут так плотно заселятся
“сидячими” организмами, что через некоторое время опускаются на дно. Играет
роль и механическое разложение. Со временем комки битума становятся ломкими и
разваливаются на куски.
Таблица 4.6
Нефтяное загрязнение Мирового океана.
68
Источник загрязнения
Мощность
(млн т/год)
Доля в общем
загрязнении
(в%)
Катастрофы судов
0,41
11,6
Сбросы судов в море и потери при загрузке
нефти и топлива
1,08
30,5
Бурение на шельфе
0,05
1,4
Естественное просачивание из недр
0,3
8,5
Итого из морских источников
1,84
52
Поступления из атмосферы
0,3
8,5
Поступления с континентов
1,4
39,5
Всего
3,54
100
*По другим пессимистическим оценка общие потери нефти в океане и на континентах составляют 20 млрд. т.
О воздействии, особенно длительном, нефтяного загрязнения на морские организмы
существуют очень разные мнения: от весьма оптимистических до крайне мрачных.
Поэтому представляют особый интерес исследования, проведённые в течении длительного времени при наличии специального оборудования. В 1969 году каботажная
баржа “Флорида” села на мель в заливе Беззардз близи Уэст-Фалмут (штат Массачусетс). Этот инцидент имел одну положительную сторону. Специалисты находящегося рядом океанографического института имели возможность, так как они располагали всем необходимым оборудованием для детального исследования загрязнения воды нефтью и последствий этого загрязнения, внимательно изучить этот вопрос. Они
выяснили, что, даже если нефть исчезает с поверхности воды, её вредное воздействие может продолжаться длительное время и оказывается очень серьёзным. В Беззардз-Бей сильные волнения на море и ветры с побережья привели к тому, что выброшенный при аварии мазут (тяжёлая фракция нефти) оказался хорошо перемешанным с водой. Через несколько дней не было видно даже следов нефти, плавающей на поверхности. Однако и спустя пять лет нефть всё ещё обнаруживалась в
донных осадках. Там где ещё содержалась нефть, наблюдалось меньше морских организмов по сравнению с другими территориями. Слои осадков, в которые попала
нефть, постепенно разрушались. Это обстоятельство способствовало систематическому расширению площади, загрязнённой нефтью. Был исследован ряд морских
организмов, например крабы-скрипуны; в их телах всё ещё продолжала накапливаться нефть. Нефть изменила поведение крабов, что не позволило популяции восстановить численность, существовавшую до выброса. Отсюда специалисты сделали
вывод, что хотя сам процесс выброса нефти был недолгим и, казалось, вызвал лишь
кратковременные эффекты, в других местах (например, на маршах) нефть перемешалась с донными осадками и её губительное действие сказывалось в течение долгих лет.
Как уже говорилось, нефть является сложным веществом, и при разливах нефти на
поверхности моря её компоненты ведут себя по разному. Многие компоненты (осо-
69
бенно наиболее лёгкие фракции) токсичны, другие могут изменять характер химической сигнализации между морскими организациями.
Фенолы. В отличие от загрязнений природы нефтью загрязнения фенолами происходит в значительно меньших размерах. Скорость распада фенолов в воде зависит
как от их химического строения, так и от окружающих условий. Особую роль при
этом играют ультрафиолетовое излучение, микроорганизмы и концентрация кислорода в воде. Простые фенолы в аэробных условиях под действием соответствующих
бактерий полностью распадаются в течение 7 дней на 96 – 97 % от исходного количества. К анаэробных условиях распад идет медленнее.
Фенолы используют для дезинфекции, а также для изготовления клеев и фенолформальдегидных пластмасс. Кроме того, они входят в состав выхлопных газов бензиновых и дизельных двигателей, образуются при сгорании и коксовании дерева и угля.
Лигины. К долгоживущим вредным примесям в воде относится и так называемая
лигнинсульфоновая кислота, собственно лигнингидросульфит, в котором концы
пропановых цепей лигнина, как в эфирах, связаны с сульфитом. Этот продукт образуется при обработке древесины гидросульфатом кальция при повышенных температуре и давлении. В результате этой реакции высокомолекулярный лигнин переходит в растворимую в воде форму и таким образом может быть отделен от целлюлозы. Кроме того, из древесины выделяют гемицеллюлозу и сахар. При изготовлении 1
т целлюлозы примерно такое же количество других составных частей древесины
идет в отходы, остающиеся в растворе. В то время как гемицеллюлоза (гексозан и
пентозан) и сахара сравнительно быстро разрушаются микробиологическим путем,
лигнинсульфоновая кислота разрушается очень медленно, основную роль в этом
процессе играют грибы, например Sphaerotilus natans и др. Вредное действие лигнинсульфоновой кислоты прежде всего сказывается в том, что оно увеличивает вязкость воды, в также влияет на ее запах, цвет и вкус. Рыба также приобретает при
этом неприятный вкус. Разрастание например Sphaerotilus natans – гриба нитевидного строения – еще больше увеличивает вязкость сточных вод. Распад лигнинсульфоновой кислоты длится многие недели и, таким образом, сточные воды целлюлозной
промышленности надо рассматривать как долговременный источник загрязнения.
Сухую лигнинсульфоновую кислоту можно сжечь, но при этом образуется большое
количество SO2, действие которого также надо устранять.
К числу продуктов, распад которых идет с трудом и длится более двух дней, относятся также хлорированные углеводороды, как, например, органические растворители с одним-двумя атомами углерода, полихлорированные бифинилы и хлорорганические пестициды. Хлоруглеводороды могут образоваться уже в самой воде, когда
хлорированная вода входит в контакт с продуктами распада гумуса. Устойчивость
хлорсодержащих органических соединений к процессам распада повышается с увеличением содержания хлора. Устойчивость не галогенизированных соединений повышается с увеличением разветвленности углеродных цепей.
Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ). За последние пятьдесят лет появилась большая группа органических соединений, которые создали дополнительную проблему, связанную с загрязнением вод: это поверхностно-активные
вещества (ПАВ) или детергенты (тензиды). Эти вещества используют как моющие
70
средства, понижающие поверхностное натяжение воды; их использование часто сопровождается пенообразованием. Возросшая потребность в ПАВ на промышленных
пред приятиях, а также их использование в быту, прежде всего при стирке, привели
к большим скоплениям пены в руслах рек и в водоемах. Эта пена препятствует судоходству, а токсичность СПАВ приводит к массовой гибели рыбы.
Отрицательный опыт 1950-х г. заставил прибегнуть к использованию таких ПАВ,
которые разрушаются под действием биологических факторов. Если сейчас опасность отравления рыб и образования пены на поверхности водоемов значительно
понизилась, то остался целый ряд других проблем. Незначительная концентрация
ПАВ 0,05 – 0,1 мг/л в речной воде достаточна, чтобы активизировать токсичные вещества, адсорбированные на донных осадках. Кроме того, просачивание в почву и в
скопления отбросов вод, содержащих тензиды, также может привести к активизации
токсичных продуктов: в этом таится большая угроза для грунтовых вод.
Пестициды. Пестициды составляют группу искусственно созданных веществ, используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений. Пестициды делятся на
следующие группы: инсектициды - для борьбы с вредными насекомыми, фунгициды
и бактерициды - для борьбы с бактериальными заболеваниями растений, гербициды
- против сорных растений. Установлено, что пестициды, уничтожая вредителей, наносят вред многим полезным организмам и подрывают здоровье биоценозов. В
сельском хозяйстве уже давно стоит проблема перехода от химических (загрязняющих среду обитания) к биологическим (экологически чистым) методам борьбы с
вредителями. В настоящее время более 5 млн. т. пестицидов поступает на мировой
рынок. Около 2 млн. т. этих веществ уже вошло в состав наземных и водных экосистем эоловым и водным путём. Несмотря на безусловную экологическую вредность
этих веществ, производство пестицидов - одна из наиболее динамичных, бистро развивающихся отраслей народного хозяйства, особенно, в странах третьего мира.
Синтезированные инсектициды делятся на три основных группы: хлорорганические,
фосфорорганические и карбонатные. Хлорорганические инсектициды получают путём хлорирования ароматических и гетероциклических жидких углеводородов. К
ним относятся ДДТ и его производные. Эти вещества имеют период полураспада в
биосфере до нескольких десятков лет и очень устойчивы к биодеградации и склонны к биоаккумуляции.
В водной среде часто встречаются полохлорбифенилы (ПБХ) - производные ДДТ
без алифатической части, насчитывающие 210 гомологов и изомеров. Эти соединения сами являются сильными ядами. Окисляясь, они образуют ещё более страшные
яды - диоксины. Они хорошо растворяются в жировых тканях и накапливаются в
них. Многие экологи считают накопление диоксинов в биосфере бомбой замедленного действия.
Дампинг (сброс отходов в море с целью захоронения). Многие страны, имеющие
выход к морю, производят морское захоронение различных материалов и веществ, в
частности: грунта, вынутого при дноуглубительных работах, бурового шлака,
строительного мусора, твёрдых отходов, взрывчатых и ядовитых веществ, радиоактивных отходов. Объём таких захоронений составляет около 10% от всей массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан. Основанием для дампинга
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]