4.5. Разрушение озонового слоя

Впервые вопросы разрушения озонового слоя Земли, защищающего живые организмы от отрицательного воздействия ультрафиолетового излучения, были рассмотрены в работах профессоров Шервуда Роуленда и Марио Молины в 1974 году. За свое открытие ученые были удостоены Нобелевской премии в области химии за 1995 г. В настоящее время вопросы озонового слоя изучаются и контролируются Координационным комитетом по озоновому слою (ККОС). Установлено, что разрушение озонового слоя Земли происходит в соответствии со следующими химическими уравнениями:

Cl + O₃ = ClO + O₂

ClO + O₃ = Cl + 2 O₂

Основная угроза для озонового слоя Земли исходит от хлор – фтор углеродов (ХФУ), содержание которых в атмосфере постоянно возрастает.

Для сдерживания этого процесса и восстановления озонового слоя требуется планомерное снижение выбросов ХФУ в атмосферу.

Динамика разрушения озонового слоя приведена на рис. 4.4. В качестве критерия оценки толщины озонового слоя используется единица Добсона, соответствующая толщине слоя озона в 0,01 мм.

Рисунок 4.4. - Динамика разрушения озонового слоя над Антарктидой

4.6. Снижение видового разнообразия

В настоящее время биологические ресурсы Земли находятся под угрозой. Биоразнообразие – это огромное количество генов, видов и экосистем. Сейчас темпы исчезновения видов в 50 – 100 раз превышают естественный показатель.

Биоразнообразие определяет устойчивость глобальной экосистемы – биосферы Земли. В связи с этим, сохранение видового разнообразия характеризует насколько хорошо справляется человеческая цивилизация с задачей достижения устойчивого развития.

5. Экологический мониторинг

Биосфера Земли подвергается постоянным изменениям под влиянием естественных (природных) и искусственных (антропогенных) воздействий. Естественные воздействия могут рассматриваться как фоновые. Искусственные антропогенные воздействия подразделяются на намеренные (разработка полезных ископаемых, развитие теплоэнергетики и др.) и ненамеренные, носящие как правило негативный характер (деградация земель, загрязнение атмосферы, отторжение лесных массивов и другие).

Для контроля за изменениями окружающей среды под воздействием естественных и антропогенных факторов осуществляется мониторинг биосферы. Термин «мониторинг» происходит от латинского слова monitor - напоминающий, надзирающий. Таким образом, экологический мониторинг – непрерывный контроль за состоянием окружающей среды и использованием основных природных ресурсов (воды, воздуха, почвы, растительного и животного мира). Экологический мониторинг возник при попытке разделить естественные и антропогенные изменения окружающей природной среды; он является информационной системой, созданной с целью наблюдения и прогнозов изменений в окружающей природной среде для выделения антропогенной составляющей на фоне естественных процессов.

Мониторинг осуществляется по следующей схеме:

С одной стороны: 1.наблюдение, 2.оценка наблюдения, 3.регулирование качества окружающей среды. С другой стороны: 1.прогноз, 2.оценка прогноза, 3.регулирование качества окружающей среды.

На основе оценки наблюдения, прогноза и способов регулирования качества окружающей среды производится корректирование методов наблюдения с целью повышения их достоверности и информативности (рис. 5.1).

Рисунок 5.1. - Схема экологического мониторинга

Задачами экологического мониторинга как правило являются:

• выбор места проведения наблюдений,

• аппаратурное обеспечение проведения наблюдений,

• систематизация полученных результатов наблюдений.

Различают следующие виды мониторинга:

• мониторинг зон (города, водоемы, лесные массивы и др.),

• мониторинг сред (атмосферный воздух, вода водоемов и др.),

• мониторинг примесей (контроль за содержанием различных веществ),

• мониторинг источников (контроль предприятий).

При проведении экологического мониторинга используется понятие ПРЕДЕЛЬНО-ДОПУСТИМОЙ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ (ПДЭН) , под которой понимают такое воздействие, которое либо не влияет на качество окружающей среды, либо изменяет его в допустимых пределах, то есть не нарушает экосистему и не вызывает отрицательных последствий у живых организмов и в первую очередь – у человека.

Различают следующие уровни мониторинга:

• фоновый,

• промежуточный,

• импактный (от слова impact – столкновение, то есть контроль в месте выброса каких-либо загрязнений).

Экологический мониторинг предусматривает постоянный контроль за состоянием атмосферы, гидросферы, литосферы (прежде всего – почвы), биоты, радиационный мониторинг и др.

При контроле за атмосферой проводится оценка комплексного влияния различных загрязняющих веществ. Количество различных загрязняющих веществ сравнивается с ПРЕДЕЛЬНО-ДОПУСТИМЫМИ КОНЦЕНТРАЦИЯМИ (ПДК), под которыми понимают такие концентрации, которые при постоянном воздействии не вызывают различных заболеваний у человека при жизни настоящего и последующего поколений и не приводят к изменениям в экосистемах.

Различают: ПДК в атмосферном воздухе населенных мест (среднесуточные – при воздействии не более 30 минут и максимально-разовые – при воздействии более 30 минут), а также ПДК воздуха рабочей зоны (места работы человека). ПДК измеряются в мг/м³ .

По характеру воздействия на организм человека различают следующие виды вредных (загрязняющих) веществ:

• общетоксичные , которые вызывают отравление всего организма (например, окись углерода),

• раздражающие , которые вызывают раздражение дыхательных органов, слизистых оболочек (например, сернистый газ, окислы азота),

• сенсибилизирующие , которые вызывают аллергические заболевания (например, формальдегид),

• канцерогенные , которые вызывают онкологические заболевания (например, соединения никеля, окислы хрома),

• фиброгенные , которые вызывают заболевания легких (например, окись алюминия, двуокись кремния),

• мутагенные , которые вызывают изменение наследственной информации (например, свинец, марганец).

По степени опасности воздействия вредные вещества подразделяются на четыре класса:

• 1 класс (чрезвычайно-опасные),

• 2 класс (высокоопасные),

• 3 класс (умеренно-опасные),

• 4 класс (малоопасные).

По усредненным концентрациям 5 наиболее важных для данного региона веществ и сравнении их с ПДК, можно определить индекс загрязнения атмосферы (ИЗА).

Для водной среды (гидросферы) проводится контроль за уровнем загрязнений по физическим, химическим (сравнение с ПДК загрязнителей воды в мг/л) и гидробиологическим характеристикам.

Вода является одним из важнейших компонентов биосферы и необходимым фактором существования живых организмов. В настоящее время значительно возросло антропогенное воздействие на гидросферу. Открытые водоемы и подземные водоисточники являются объектами Государственного санитарного надзора. Требования к качеству воды регламентируются соответствующими нормативными документами. Нормативные требования к воде, используемой человеком можно разбить на три группы:

- БАКТЕРИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ;

- ПОКАЗАТЕЛИ ТОКСИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ воды;

- ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ воды.

Нормативные показатели бактериального состава питьевой воды относятся к общему бактериальному загрязнению и содержанию бактерий группы кишечной палочки.

Показатели безвредности химического состава воды исключают нормы для веществ, встречающихся в водах добавляемых к воде в процессе ее обработки (например, фторировании) и появляющихся в результате промышленного и сельскохозяйственного загрязнения водоисточников.

Органолептические свойства характеризуются интенсивностью допустимого изменения органолептических показателей воды: запах, привкус, цветность, мутность.

Основными источниками загрязнения водоемов являются бытовые сточные воды и стоки промышленных предприятий. Поверхностный сток (ливневые воды) является непостоянным по времени, количеству и качеству фактором загрязнения водоемов. Загрязнение водоемов происходит также отходами водного транспорта и лесосплава.

Водопользование различают двух категорий:

к первой категории относится использование водного объекта в качестве источника хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности;

ко второй категории относится использование водного объекта для купания, спорта и отдыха населения, а также использование водных объектов, находящихся в черте населенных мест.

Гигиеническими нормативами являются ПДК (предельно-допустимые концентрации) - максимально – допустимые концентрации, при которых вещества не оказывают прямого или опосредованного влияния при воздействии на организм в течение всей жизни и не ухудшают гигиенические условия водопользования.

Лимитирующими показателями вредности являются:

САНИТАРНО-ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИЙ (с.-т.);

ОБЩЕСАНИТАРНЫЙ (общ.);

ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКИЙ (орг.).

В соответствии с действующей классификацией химических веществ по степени опасности для водоемов они разделяются на четыре класса:

1 класс – чрезвычайно опасные;

2 класс – высоко опасные;

3 класс – опасные ;

4 класс – умеренно опасные.

В основу классификации положены показатели, характеризующие степень опасности для человека веществ, загрязняющих воду, в зависимости от общей токсичности, кумулятивности, способности вызывать отдаленные побочные явления.

Для оценки антропогенного воздействия на биоту (экосистемы) пользуются понятием устойчивого биогеоценоза, для которого выделяют пять признаков:

1. Биомасса всех основных звеньев трофических цепей должна быть большой, без резкого преобладания фитомассы над зоомассой.

2. Большой биомассе должна соответствовать большая продуктивность, что создает предпосылки для быстрой компенсации возможных потерь на отдельных трофических уровнях.

3. Структура системы в целом и разнородность отдельных трофических уровней должны обеспечивать высокую стабильность биогеоценоза, находящегося в состоянии динамического равновесия.

4. Обмен веществами и энергией в биогеоценозе должны протекать с высокой скоростью, что создает условия для большой скорости самоочищения.

5. Биогеоценоз должен обладать способностью к быстрой адаптации при изменении внешней среды.

Таким образом, экологический мониторинг является важнейшим инструментом при контроле антропогенных воздействий на биосферу в целом.