Человек - это животное, покинувшее естественную среду обитания и создавшее при этом свою - так называемую культурную среду. Однако, хоть мы и не живём в природных условиях, мы всё еще зависим от природы и, наверное, будем зависеть всегда. С ранних лет в наших головах должен поселиться тот факт, что «человек» и «природа» - неотделимые друг от друга понятия, и мы должны соблюдать гармонию этих отношений.
Атмосфера, вода Мирового океана, состояние почв - всё это непосредственно влияет на нашу жизнь. Возникает вопрос: если все знают, что загрязнение естественной среды может привести к гибели всего человечества, почему с каждым годом объём пагубного влияния на нашу планету лишь увеличивается?
Загрязнение окружающей среды - глобальная проблема человечества, которая обсуждается со всех сторон в мировом сообществе. Создаётся множество организаций и групп, целью которых является предотвращение надвигающейся катастрофы или борьба с последствием уже произошедшего бедствия.
Вообще, проблемы окружающей среды - это не только современный феномен , но именно в последние десятилетия он приобрёл колоссальные масштабы. Однако проблемы экологии - одни из самых древних проблем человека, связанные в первую очередь с необдуманной и просто варварской деятельностью людей. Стоит сказать, что и в первобытную эпоху нещадно вырубались леса, истреблялись животные, изменялся ландшафт в угоду человеку, который осваивал новые места обитания и искал ресурсы.
И уже в те времена эти действия не оставались безнаказанными. Менялся климат, случались экологические катастрофы. Затем с ростом населения Земли, переселением народов и возросшей добычей полезных ископаемых на первое место вышло химическое загрязнение окружающего мира.
Мы не можем оценить, какой вклад в нынешнюю экологическую ситуацию внесли прошлые поколения, однако сейчас стал возможен максимально точный и подробный анализ состояния любого из жизненно важных показателей нашей планеты. Поэтому необходимо использовать силы новых технологий для контроля нынешнего состояния и разработки программ, способных улучшить экологическую ситуацию на планете. Пока что всё говорит о том, что появление человека - самая главная экологическая катастрофа Земли. Так, с развитием промышленности, с увеличением ее масштабов ухудшается состояние каждого экологического показателя, например, химический состав воздуха, воды и почвы.
Классификация природных загрязнений
Существует несколько типов загрязнений , выделяемых по источнику и направленности:
- Биологическое. Источник - живые существа. Может происходить по естественным причинам или в результате деятельности человека.
- Физическое. Изменение физических характеристик окружающей среды. К нему относятся: шумовое, тепловое, радиационное и прочие загрязнения.
- Механическое. Загрязнение посредством накопления неутилизированного мусора и отходов.
Зачастую виды загрязнения сочетаются между собой, создавая комплексную проблему, которую необходимо решить.
Без постоянного газообмена невозможна жизнь ни одного живого существа на планете. Атмосфера - участник самых разнообразных природных процессов. Она определяет температуру земли
, а вместе с ней и климат, защищает от космического излучения, а также влияет на рельеф.
Известно, что химический состав атмосферы менялся на всём протяжении исторического развития Земли. В наши дни сложилась ситуация, при которой состав части объёма атмосферы определяется выбросами, создаваемыми совокупностью промышленных предприятий. За счёт этого состав воздуха неоднороден и сильно зависит от географического положения. Так, в крупном промышленном и густонаселённом городе, находящемся на равнине, содержание различных примесей намного выше, чем в горной деревне, жители которой по большей части задействованы в сельском хозяйстве.
Основные источники химического загрязнения атмосферы:
- Предприятия химической промышленности;
- Объекты ТЭК;
- Транспорт.
За счёт деятельности этих факторов загрязнения в атмосфере накапливаются соли тяжёлых металлов, таких, как ртуть, медь, хром и свинец. Дело даже дошло до того, что они стали постоянными элементами химического состава воздуха в городах, чьей основной деятельностью является работа крупных предприятий тяжёлой или химической промышленности. Для окружающей природы наиболее опасны предприятия именно этих отраслей.
Стоит ли говорить, что и в наши дни электростанции каждый день производят выброс в атмосферу сотен тонн углекислого газа, а также золы, пыли и сажи. Считается, что огромный выброс двуокиси углерода - основная причина глобального потепления на планете.
Почти у каждой семьи имеется в пользовании автомобиль. Город битком набит машинами разных марок и моделей. Однако за удобство и свободу передвижения взимается плата: в настоящее время в городах и других населённых пунктах резко увеличилось содержание различных вредных веществ в воздухе, которые входят в состав машинного выхлопа. Из-за различных производственных топливных добавок в бензине образуются летучие соединения свинца, которые легко выбрасываются в атмосферу. Помимо этого, автомобиль - это источник пыли, грязи и золы, которые, оседая, загрязняют ещё и почву.
На газовую оболочку земли также сильно влияют ядовитые газы - побочные продукты производства предприятий химпрома. Отходы химзаводов очень сложно утилизировать, а то немногое, что всё-таки решаются выбросить в атмосферу, к примеру, оксиды серы и азота, станет причиной очередных кислотных дождей и даже могут полностью изменить химический состав воздуха на близлежащей территории, вступив в реакцию с другими составляющими атмосферы.
Также выбросу углекислого и угарного газов в атмосферу способствуют многочисленные лесные и торфяные пожары, которые могут быть вызваны как природными факторами, так и антропогенной деятельностью.
Почвой называют тонкий слой литосферы , который образовался в результате обменных процессов между живыми и неживыми системами.
Большая часть этих опасных соединений приходится на соединения свинца. Известно, что в процессе производства из свинцовой руды утилизируется примерно 30 кг металла с каждой тонны
. Также свой вклад вносят и автомобильные выхлопы, в которых содержится большое количество свинца, оседающего в почвах. Он нарушает естественные отношения в сложившейся экосистеме земли. К тому же отходы от рудников также приводят к повышению содержания в почве меди, цинка и других опасных металлов.
Электростанции, радиоактивные отходы от АЭС и другие атомные предприятия - одна из причин попадания радиоактивных изотопов в почву.
Дополнительную опасность представляет то, что все перечисленные вещества и соединения могут попасть в организм человека с продуктами, выращенными на отравленной почве, что приведёт как минимум к снижению иммунитета.
Опасные сбросы в воду
Масштабы загрязнения гидросферы намного больше, чем вы можете себе представить. Разливы нефти, мусор в Мировом океане - это лишь верхушка айсберга. Основная её масса скрыта в глубинах, а точнее, растворена в воде. Катастрофическая загрязнённость вод наносит огромный вред их обитателям.
Однако вода способна загрязняться и в силу естественных причин. В результате селей и паводков из почвы континентов вымывается магний, который попадает в океан, отчего наносится вред его обитателям. Но естественное загрязнение - это мизерная часть, если сравнивать масштабы воздействия с антропогенным.
Из-за человеческой деятельности в воды Мирового океана попадают:
Источник загрязнения - рыболовецкие судна, большие фермерские хозяйства, нефтяные платформы, добывающие ресурсы в шельфовой зоне, гидроэлектростанции, объекты химической промышленности, а также стоки канализации.
Кислотные дожди, будучи результатом антропогенной деятельности, воздействуя на почву, растворяют грунт и вымывают соли тяжёлых металлов, которые, попав в воду, отравляют её.
Также существует физическое загрязнение воды, конкретнее - тепловое. Колоссальные объёмы воды применяются в процессе производства электроэнергии, например, для охлаждения турбин. А после отработанная жидкость, имеющая повышенную температуру, утилизируется в водоёмы.
Также качество воды может ухудшаться вследствие её загрязнения бытовыми отходами в населённых пунктах. Это пагубно сказывается на флоре и фауне водоёмов и даже может привести к вымиранию целых видов. Охрана воды от загрязнения в первую очередь связана со строительством современных очистных сооружений.
Способы борьбы с загрязнением окружающей среды
Эта проблема должна стать первостепенной для всех государств мира. В одиночку даже самое сильное государство не в силах справиться с такой задачей. У природы нет государственных границ, планета Земля - наш общий дом, а значит, забота о нём, поддержание в нём порядка - наша общая и важнейшая обязанность. Защитить нашу планету возможно лишь совместными усилиями.
Для того чтобы прекратить или снизить выбросы в окружающую среду токсичных веществ, следует ввести строгие санкции предприятиям, которые выбрасывают отходы в окружающую среду, а также проследить за исполнением введённых мир. Помимо этого, обязать предприятия, выбрасывающие газы в атмосферу, установить фильтры, снижающие процент выброса ядовитых веществ в воздух. Необходимо обязать все государства налагать крупные штрафы за оставление мусора в не отведённых для него местах, как, например, это успешно проделано в Сингапуре.
Какие методы еще следует использовать
Нам всем необходимо помнить, что загрязнение окружающей природной среды и здоровье человека находятся в зависимости. Если кратко, то чем хуже экологическая ситуация, тем большему количеству заболеваний подвержены люди. Замечали, что в последнее время стало больше сообщений об онкологических заболеваниях? Этот факт также связывают с плачевной экологической ситуацией на планете. Земля - наш дом, её защита и охрана - задача каждого из нас. Чтобы не наблюдать за окном картинку, больше подходящую для иллюстраций к книгам жанра постапокалипсиса, нам нужно объединить усилия в миссии по улучшению экологической ситуации на планете. Вместе нам это по силам.
С началом промышленного бума проблемы загрязнения окружающей среды приобрели планетарный масштаб. Поступление в больших количествах загрязнителей в почву, атмосферу и воду, привело к массовому вымиранию ряда видов растений и животных.
Некоторые популяции и сейчас находятся под угрозой исчезновения. Однако загрязнение природы негативно отражается и на здоровье человека. Проблемы экологии непосредственно связаны с увеличением численности случаев заболевания раком и другими опасными патологиями.
История загрязнения биосферы
Еще в древние времена люди наносили вред природе, массово уничтожая животных, вырубая леса и изменяя ландшафт, приспосабливая его к сельскохозяйственной деятельности. Это негативно отражалось на климате и общем состоянии биосферы. Однако в древности и средние века происходило естественное загрязнение, т.е. не столь опасное. Продукты жизнедеятельности людей могли быть постепенно разложены бактериями и другими организмами на более простые и безопасные вещества.
На протяжении длительного периода развития человеческой цивилизации сохранялся баланс. Природное загрязнение среды в местах, где проживало большое количество людей, носило локальный характер. Если люди перемещались на другие территории, природа быстро восстанавливалась.
В середине XIX века очередной виток развития получила химическая наука и промышленность. Истреблялись и животные. Начался массовый промысел животных, жир которых мог использоваться в качества топлива. Это привело к гибели множества китов. При этом ненужные части туши выбрасывались в океан, что приводило к повышению численность болезнетворных организмов и падальщиков. Данный промысел на долгие годы нарушил баланс в океанической среде.
В дальнейшем появилось множество механизмов, для которых в качестве топлива требовались продукты переработки нефти. Кроме того, из «черного золота» стали получать некоторые другие вещи, повышающие уровень комфорта людей. Уже к концу XIX века загрязнение планеты стало настолько интенсивным, что это начало видимым образом отражаться на состоянии биосферы и здоровье людей.
Глобальное загрязнение продуктами жизнедеятельности человека стремительно нарастало. В конце XX века появилось множество международных организаций, занимающихся изучением структуры и динамики загрязнения среды, разработкой способов снижения негативного влияния человека на природу.
Классификация загрязнений природы. Виды и основные источники загрязнения окружающей среды
Под термином «загрязнитель» понимается проникновение в пространство любых вредоносных веществ или нефизических агентов, которые могут на протяжении длительного время оказывать негативное влияние на биосферу. Согласно наиболее часто использующейся классификации, выделяются следующие виды загрязнений:
- биологические;
- физические;
- механические;
- химические.
Источником биологической разновидности загрязнения выступают живые организмы. Данное загрязнение может возникать в результате влияния естественных причин, но чаще оно появляется на фоне антропогенной деятельности, нарушающей природный баланс.
К физическим видам загрязнений относятся факторы, приводящие к изменению некоторых естественных характеристик биосферы. К таким загрязнителям относятся радиационное излучение, повышенный уровень шумов, рост температуры и т.д.
Источником химической разновидности загрязнения выступают различные промышленные предприятия, деятельность которых повышает содержание в окружающей среде вредоносных веществ. Это приводит к изменению нормального химического состава воды, воздуха и почвы.
Источником механического загрязнения выступает бытовой и промышленный мусор. Свалки около крупных городов простираются на многие километры. Кроме того, в океанах уже сформировались большие мусорные острова.
В большинстве случаев загрязнения дополняют друг друга. Таких примеров немало. Если на отдельном участке наблюдается повышение концентрации бытового мусора, он в процессе разложения выделяет отравляющие газы и другие вредные химические вещества. В данных условиях может стремительно размножаться патогенная микрофлора. Таким образом, будет присутствовать сочетание биологического, химического и механического загрязнения территории.
Загрязнение атмосферы
Атмосфера планеты является важнейшей составляющей всех природных процессов. Без этой газообразной оболочки жизнь на суше была бы невозможной, т.к. она защищает поверхность от космической радиации и даже влияет на образование рельефа. На протяжении всего периода существования планеты состав атмосферы часто менялся в результате естественных причин.
Однако с развитием цивилизации деятельность человека стала оказывать выраженное негативное воздействие на атмосферу. Состав газового слоя различается в зависимости от географического положения. В индустриально развитых регионах повышен уровень вредных примесей в воздухе. Основными источниками загрязнения атмосферы выступают:
- аэрозоли и газы, выбрасывающиеся химическими заводами;
- газообразные отходы предприятий топливно-энергетического комплекса;
- транспортные средства.
В промышленно развитых регионах отмечается повышение концентрации примесей таких тяжелых металлов, как ртуть, свинец, хром и медь. Электростанции в процессе работы выбрасывают в воздух тонны углекислого газа, золы и пыли.
В состав выхлопов, которые появляются в результате работы автомобилей, входит свинец, зола, пыль и другие вещества, которые могут длительное время оставаться в воздухе, загрязнять почву.
Загрязнители, вырабатывающиеся химической промышленностью, являются наиболее опасными. Повышенные выбросы серы и азота могут связываться с компонентами биосферы, становясь причиной появления крайне ядовитых соединений, отличающихся повышенной летучестью. Кроме того, нередко выбросы химических заводов приводят к кислотным дождям.
Почва – это тонкий плодородный слой, для формирования которого потребовались тысячи лет. Этот слой является питательной средой для растений и грибов. Большие участки плодородных почв повреждаются или уничтожаются при строительстве дорог и зданий, при добыче полезных ископаемых.
К ухудшению состояния этого слоя литосферы приводит и нерациональная хозяйственная деятельность, становящаяся причиной обеднения почв, изменения их химического состава, выветривания и даже эрозии. Ухудшает состояние почвы и обильный полив, т.к. он приводит к накоплению в поверхностном слое земли солей.
Применение инсектицидов, удобрений и сбросы отходов химического производства приводят к накоплению в почвенном слое отравляющих веществ. В областях с развитой промышленной индустрией нередко в почве оказывается в десятки раз превышен допустимый порог содержания тяжелых металлов, в т.ч. цинка, ртути, свинца, меди.
Сброс отходов исследовательских центров по изучению атомной энергии, проведение испытаний ядерного оружия, техногенные катастрофы на электростанциях приводят к загрязнению почвы радиоактивными изотопами. Если почва сильно загрязнена, на ней не могут произрастать травы и деревья.
Почти все страны мира сильно загрязняют пресные водоемы. В озера и реки отравляющие вещества смываются с полей и дорог. Большое количество бытовых и химических отходов сбрасывается в водоемы. В дальнейшем они попадают в океаны и моря. Из-за деятельности человека в воду проникают:
- остатки лекарственных средств;
- радиоактивные изотопы;
- пестициды;
- поверхностно-активные соединения;
- нитраты;
- фосфаты;
- нефтепродукты и т.д.
На поверхности океанов и некоторых морей имеется немало многокилометровых нефтяных пятен и мусорных островов. Это видимые загрязнения, но более опасными являются примеси, растворенные в воде. Они могут провоцировать вымирание рыбы и других водных обитателей на больших участках.
Большую опасность представляет биогенное загрязнение. Сброс в водоемы продуктов жизнедеятельности людей и животных приводит к повышению численности ряда микроорганизмов. Они не только способны разлагать такие отходы, но и проводить к массовой гибели рыбы. Кислотные дожди растворяют почву и высвобождают тяжелые металлы, которые проникают в воду, отравляя ее. Большой вред может нанести и тепловое загрязнение водоемов. Оно является результатом слива воды с турбин охлаждения, использующихся на тепловых станциях.
Основные типы загрязнений окружающей среды, связанные с деятельностью человека
Деятельность человека влияет на состояние экологии на всех континентах. Людям удается загрязнять даже районы, расположенные за Полярным кругом, т.к. вредоносные вещества сбрасываются в почву, атмосферу и воду. Наиболее опасными и распространенными являются следующие типы загрязнений:
- шумовое;
- тепловое;
- аэрозольное;
- ионизирующее;
- органическое;
- химическое.
Некоторые физические факторы загрязнения окружающей среды проявляются выраженно только в индустриально развитых крупных городах. К ним относится фотохимический туман и кислотные дожди. Ядовитые облака, являющиеся результатом выбросов в атмосферу большого количества вредоносных веществ, могут переносить их на большие расстояния. Из-за этого происходит загрязнение леса, полей и водоемов. Такие физические загрязнения имеют неблагоприятные последствия и для человека.
Для окружающей природы наиболее опасны предприятия, которые занимаются переработкой нефти, производством лакокрасочной продукции, пестицидов, гербицидов, инсектицидов и удобрений. Ингредиентное загрязнение стоками и продуктами горения наносят немного меньший вред, но даже такое воздействие может негативно отражаться на популяции живых существ. Ситуация усугубляется тем, что в большинстве случаев в регионах с неблагоприятной экологической ситуацией выявляется сочетание факторов загрязнения среды.
Большинство механизмов, созданных людьми, и предприятий сильно загрязняет среду шумами. Опасность такого загрязнения начали изучать сравнительно недавно, т.к. была выявлена способность шумов различной степени интенсивности ухудшать общее состояние человека и способствовать появлению психических заболеваний.
Особенно опасны шумы, исходящие от аэродромов и баз, обслуживающих военную авиацию. Возле таких мест жить почти невозможно. Ухудшение состояния здоровья нередко отмечают люди, проживающие возле автострад, железных дорог и крупных предприятий.
Шумы негативно влияют не только на людей, но и на животных. Животные и птицы не могут проживать возле столь интенсивных источников шума. По возможности они покидают места своего обитания. В лесах, располагающихся вблизи аэродромов, нередко на многие километры нельзя встретить ни животных, ни птиц. Это негативно отражается и на других элементах биотопов.
Радиоактивное загрязнение
Выбросы во внешнюю среду радиоактивных изотопов крайне опасно, т. к. такие вещества имеют длительный период распада. Наиболее часто данный тип загрязнения возникает при техногенных катастрофах на атомных электростанциях, при неправильном хранении радиоактивных отходов, проведении испытаний и т.д. Попадание большого количества изотопов во внешнюю среду приводит к гибели животных и растений на большой территории. Эти вещества могут накапливаться в организме живых существ, продолжая свое губительное воздействие.
У людей ионизирующее излучение может приводить к потере зрения, поражению кожных покровов и нарушению работы внутренних органов. Оно способствует появлению злокачественных опухолей и бесплодия. Нередко подобное поражение организма взрослых людей приводит к тому, что у них рождаются дети с тяжелыми уродствами и генетическими мутациями.
Самым негативным образом радиационное излучение влияет и на животных. После техногенных катастроф, сопровождающихся выбросом радиоактивных веществ, резко увеличивалось количество молодняка животных с выраженными генетическими мутациями. При вскрытии у особей обнаруживались тяжелые заболевания.
Долгое время даже экологи недооценивали степень опасности светового загрязнения планеты. Оно представляет собой нарушение естественной освещенности среды. Больше всего от излишнего освещения в ночное время страдают водоемы. В них нарушаются естественные процессы фотосинтеза. Вода становится более мутной из-за роста числа фитопланктона. В зону риска входят не только водоемы, располагающиеся в городской черте.
Из-за интенсивного освещения городских улиц возникает такой эффект, как иллюминация неба. Что легко заметить в крупных городах в пасмурную погоду. Небо приобретает розоватый или светло-серый оттенок. Поспособствовать появлению подобного эффекта могут прожекторы, направленные вверх. Избыточное освещение в ночное время приводит к ухудшению общего состояния людей и способствует развитию нервных и психических нарушений.
Световое загрязнение наносит существенный урон популяциям мигрирующих птиц. Из-за иллюминации неба перелетные пернатые не видят звезды, теряют ориентиры и часто разбиваются о высотные здания. Для снижения вреда подсветку высотных зданий полностью отключают на периоды пролета мигрирующих птиц. Такие меры позволяют уберечь сотни птиц от гибели.
Термическое тепловое загрязнение
Тепловое загрязнение в большей степени касается водной среды. Оно заключается в сбросе разогретых до критических отметок вод. Это негативно отражается на экосистеме. Даже в крупном водоеме из-за систематического сброса хладагента наблюдается повышение температуры воды. Это способствует снижению насыщенности кислородом.
Рыбы и другие организмы, привыкшие к температурному режиму, могут погибнуть. Особенно часто такой неблагоприятный исход наблюдается при быстром повышении температуры в водоеме. Температурное загрязнение атмосферы земли приводит к климатическим изменениям и вымиранию некоторых видов насекомых, животных и растений.
Предметы, изготовленные из пластика, удобны в использовании и долговечны, но они имеют длительный период разложения. Их накопление в среде негативно отражается на представителях дикой флоры и фауны. В морях и океанах рыбы и другие организмы запутываются в пластмассовом мусоре. Нередки случаи гибели рыб, проглотивших полиэтилен.
Пластик, находящийся под агрессивным действием соленой воды, дождей, скачков температуры и прямых солнечных лучей начинает выделять отравляющие вещества. Они могут вызывать нарушения в работе внутренних органов не только у животных, но и у людей.
Большие скопления пластиковых отходов создают условия для размножения патогенной микрофлоры. У людей, которые проживают в районах с повышенным пластиковым загрязнением, чаще наблюдаются респираторные заболевания.
Этот вариант загрязнения является в большей степени эстетической проблемой. Она заключается в неправильной организации градостроения, в результате чего присутствует нагромождение построек разных форм и размеров.
К загрязнителям такого типа относятся нависающие провода, открытые хранилища мусора, многочисленные рекламные щиты, антенны и т.д. Визуальное загрязнение приводит к снижению способности людей наслаждаться окружающим миром. Считается, что проживание в таких условиях повышает риск развития депрессии и ряда психических заболеваний.
Вибрационное
Длительное время считалось, что вибрация негативно влияет только на организм человека, но это не соответствует действительности. Оно способствует нарушению нормального протекания биологических процессов в организмах животных и растений.
Вибрация отрицательно сказывается на прочности материалов, использующихся для возведения построек различного назначения. Из-за такого воздействия может наблюдаться неравномерная усадка фундаментов, появление деформаций и глубоких трещин. В ряде случаев такое воздействие способно стать причиной полного или частичного разрушения здания.
Источником вибрационного загрязнения могут выступать
- турбины дизельных электростанций;
- виброплощадки;
- насосы и компрессорные станции;
- градирни.
Проживание людей вблизи данных сооружений сопряжено с высоким риском развития патологий опорно-двигательного аппарата и других заболеваний.
Электромагнитное
Электромагнитное загрязнение является результатом работы мощных электрических приборов и радиотехники. Магнитное излучение, исходящее от бытовой техники, настолько мало, что не может наносить вреда человеку или природе. Источником такого загрязнения может выступать электротранспорт, мощные телевизионные и радиоантенны, электростанции и высоковольтные линии. Источники загрязнения в воинской части – радиолокационные станции.
У людей, длительное время находящихся в зоне электромагнитного поля, появляются проблемы со здоровьем. Наиболее часто возникают жалобы на нарушения сна, повышенную раздражительность, быструю утомляемость и головные боли.
Ионизирующее
Загрязнение гамма, бета и альфа излучением негативно отражается на состоянии всех видов живых организмов. Такое воздействие приводит к сбоям в клетках на молекулярном уровне. Нарастающие изменения в ядре клетки приводит к необратимым последствиям. Ранее к опасным для человека и других организмов источникам ионизирующего излучения относились только шахты, в которых добывалась урановая руда, радиоактивные кристаллические породы и сланцы.
Однако в дальнейшем было выявлено, что самым сильным источником ионизирующего излучения выступает солнце. Его губительное воздействие усиливается по мере истончения озонового слоя. Сейчас к мощнейшим источникам ионизирующего излучения относятся ускорители частиц, ядерные реакторы и искусственные радионуклиды.
Механическое
Механическое загрязнение – это поступление в атмосферу химических паров, смывание загрязненных грунтов в водоемы, накопление твердых отходов и т.д. Некоторые из этих загрязнений являются обратимыми, но площади, которые выходят из эксплуатации из-за этого неуклонно увеличиваются. Для утилизации имеющихся свалок уже требуются большие финансовые затраты. Механические разновидности загрязнителей по мере разложения выделяют много отравляющих веществ и ядовитых испарений. Это негативно отражается на состоянии живых организмов.
Биологическое
Биологическое загрязнение подразделяется на органическое и бактериальное. Источником органического засорения выступают сбросы неочищенных канализационных стоков в водоемы. Бактериальное засорение выявляется, когда в результате поступления в почву или водную среду различных химических веществ происходит стремительное увеличение числа бактерий, в т.ч. болезнетворных.
Геологическое
Деятельность человека, в т.ч. строительство, добыча полезных ископаемых, вибрация, исходящая от транспорта и воздействие на грунт сточных вод, может становиться причиной появления геологического загрязнения.
Нередко из-за нерационального использования ресурсов возникают оползни и проседания поверхности земли. Кроме того, освоение рек и вырубка лесов приводят к осушению больших территорий и увеличению площадей пустынь.
Химическое
Загрязнение земли химическими отходами крайне опасно, т.к. приводит к быстрому вымиранию всех биологических видов на зараженной территории. Даже сорные травы не могут длительное расти на земле, куда вылили много отходов.
Химическое загрязнение почвы приводит к тому, что земли длительное время нельзя использовать в сельскохозяйственных целях. Загрязнителями могут выступать соли тяжелых металлов, органические и синтетические соединения. Главными источниками загрязнения этого типа выступают химические и промышленные предприятия, сельское хозяйство и транспорт.
Под воздействием факторов среды химические вещества распадаются, выделяя не менее опасные отравляющие газы и другие соединения, которые на долгие годы делают землю непригодной для жизни и сельскохозяйственного использования.
Величайшая свалка мусора на планете
Самая большая свалка мусора располагается в Лас-Вегасе (штат Невада) в США. Она занимает примерно 890 га. Однако она не выглядит столь ужасающе, как куда меньшие свалки, располагающиеся в развивающихся странах. Территория свалки благоустроена. Здесь расположен завод по переработке отходов. Ежедневно перерабатывается до 9000 т отходов, и мощность завода может быть повышена вдвое.
Благодаря переработке мусора с этой свалки США получают до 11 МВт энергии, обеспечивающей электричеством более 10 тыс. жилых домов в штате. Из этого мусора добывается до 18% общего числа метана в США. Сейчас эта мусорная свалка уже не увеличивается в размерах.
Свалка возле Нью-Дели в Индии почти в 4 раза меньше, чем самая крупная в США, и занимает всего 202 га, но вреда она наносит намного больше. Здесь мусорный полигон уже давно переполнен. При этом на него продолжают свозить отходы. Высота свалки более 40 м. При этом мусор почти не перерабатывается.
Под действием жары гниющие отходы выбрасывают сотни тонн метана. Химическая жижа, выделяющаяся из-за разложения мусора, отравляет прилегающие земли и водоемы. Опасность представляют и пожары, возникающие на свалках. Они приводят к выбросу большого количества отравляющих веществ в воздух.
Загрязнение вод мирового океана
Загрязнение вод мирового океана уже почти достигло критической точки. В одном только Тихом океане плавает несколько островов из пластикового мусора, общий размер которых превышает площадь континентальной части США. Эти мусорные пятна находятся в нейтральных водах, поэтому ответственность за их утилизацию не хочет брать на себя ни одна страна мира. Сейчас мусорная куча под действием океанических течений остается на одном месте.
В мировой океан ежегодно сливается большое количество химических отходов. Засоряют воды удобрения, пестициды и инсектициды, которые смываются с полей. В районах расположения океанических впадин всю вторую половину ХХ века проводилось сбрасывание не только химических, но и ядерных отходов. Количество растворенных в мировом океане отходов невозможно подсчитать.
Некоторые исследователи считают, что емкости, в которых были опасные реагенты, уже пришли в негодность, и отравляющие вещества вымываются в воды мирового океана. Все это приводит к сокращению количества зоопланктона и других живых существ. В первую очередь страдают живые существа, чутко реагирующие на степень загрязнения воды, в т.ч. отмечается отмирание больших площадей коралловых рифов. Полный масштаб вреда, который наносит человек мировому океану, еще не изучен.
Последствия загрязнения
Последствия загрязнения можно условно разделить на обратимые и необратимые. К первой категории относятся случаи, когда биотоп может постепенно восстановиться, если будет прекращено дальнейшее загрязнение окружающей природы. Во втором случае урон настолько большой, что полное восстановление прежних характеристик среды уже не представляется возможным. Когда речь заходит об антропогенном загрязнении, причины и последствия данного феномена взаимосвязаны. От засорения почв, водных ресурсов и атмосферы страдают не только все виды животных и растений, но и сам человек.
Деградация окружающей среды
Загрязнение среды в первую очередь приводит к ее деградации. Выбросы углекислого газа и других соединений в атмосферу ухудшают проникновение солнечных лучей к поверхности земли. Это приводит к тому, что воздушная оболочка планеты постепенно разогревается, вызывая нарушение процесса фотосинтеза у растений.
Таким образом, постепенно снижается выработка кислорода. Выбросы в атмосферу оксида азота и диоксида серы способны стать причиной кислотных дождей и вымирания биотопов. Разливы нефти приводят к отмиранию растений и гибели животных на больших территориях. Флора и фауна оскудевают.
Уже доказана взаимосвязь более 300 опасных заболеваний с состоянием экосистемы. В регионах с повышенным уровнем загрязнения воздуха чаще диагностируется рак легких, астма, хронические бронхиты и заболевания сердечно-сосудистой системы. Употребление пищи, в которую попали тяжелые металлы, может стать причиной нарушения работы почек, печени, поджелудочной железы и органов пищеварения.
Воздействие данных соединений повышает риск развития злокачественных опухолей внутренних органов. Загрязнение воды приводит к повышению количества случаев заболеваемости дерматологическими патологиями. Вибрация приводит к поражению опорно-двигательного аппарата и нарушению работы нервной системы.
Шумовое загрязнение способно спровоцировать у человека потерю слуха, депрессивные расстройства и хронические нарушения сна. Проживание в экологически неблагоприятных зонах приводит к раннему старению организма.
Неплодородные земли
Нерациональное использование сельскохозяйственных угодий, в т.ч. выраженное систематическим применением инсектицидов, гербицидов, удобрений, а также сливом химических отходов, приводит к истощению почв. Грунт становится неплодородным.
Сейчас более 27% земель, которые ранее использовались для выращивание культурных растений, засолены или просто стали неплодородными. Возможность восстановления данных угодий активно изучается, но даже отдых на протяжении 10 лет не всегда позволяет земле снова стать плодородной.
Кроме того, в рамках развития сельского хозяйства активно распахивается целина. Это нередко приводит к тому, что питательный слой почвы, не удерживаемый корнями растений, сдувается ветрами. Из-за этого обширные территории стали похожими на пустыню.
Озоновый слой – это тонкая оболочка, которая защищает землю от вредного ультрафиолета и других излучений, исходящих из космоса. Без нее жизнь на суше была бы невозможной. Сейчас отмечается истончение данного слоя. Способствуют этому процессу выбросы хлорфторуглеродов. Из-за деятельности человека отмечается формирование озоновых дыр, через которые космическая радиация может свободно проникать на поверхность планеты.
Глобальное потепление
Глобальное потепление относится к самым опасным последствиям засорения природы. Выбросы большого количества углекислого газа и других соединений провоцируют парниковый эффект. Тепло задерживается возле земли. Повышение температуры атмосферы приводит к стремительному таянию ледников.
За последние 25 лет более 30% ледников, располагающихся в горных областях, уже растаяли. Однако горными ледниками дело не ограничивается. Стремительно тают ледники, располагающиеся в Гренландии, на северном и южном полюсах. Глобальное потепление приводит затоплению прибрежных территорий.
Некоторые страны оказываются под угрозой затопления. Глобальное потепление спровоцировало учащение случаев сезонных затоплений, повышение интенсивности торнадо и других природных катаклизмов. Считается, что в отдаленном будущем глобальное потепление может стать причиной нарушения океанических течений и следующего ледникового периода.
Охрана окружающей среды от загрязнений
Уже в начале ХХ века проблемы охраны природной среды начали выноситься на обсуждение общественности. Стали проводиться исследования для выявления уровня вреда, влияния на природу различных разновидностей загрязнения. Было разработано и принято много нормативных документов.
Появились организации, занимающиеся экологическими проблемами. Борьба с загрязнением атмосферы, воды и почвы ведется во всех странах мира. Созданы заповедные зоны для сохранения богатства растительного и животного мира.
Как сохранить природную чистоту и предотвратить загрязнение природы?
Только принятие комплексных природоохранных мер позволит снизить скорость загрязнения среды. В первую очередь усилия должны быть направлены на щадящее использование природных ресурсов. Некоторые развитые страны мира все более эффективно начинают использовать возобновляемые источники энергии.
Полностью отказаться от промышленных предприятий не представляется возможным, поэтому разрабатываются новейшие способы борьбы с загрязнением воздуха, водной среды и почвы. Для этого на трубы устанавливаются специальные фильтры, которые способны улавливать большую часть вредных веществ, не допуская их поступления в атмосферу.
Для недопущения загрязнения воды и почвы используются специальные очистные сооружения. Они позволяют снизить степень засорения среды. Для ускорения переработки бытового мусора в некоторых странах мира действуют правила раздельного выброса. Люди сами сортируют свой мусор и выбрасывают в разные контейнеры. Это ускоряет процесс его утилизации и переработки.
Для сохранения плодородности почвы необходим переход от синтетических удобрений к органическим. Использование компоста и перегноя требует больших финансовых затрат, но такой подход позволяет сохранить не только земли, но и водоемы, в которые в меньших количествах при таком подходе к сельскому хозяйству будут смываться вредоносные вещества.
Кроме того, требуется соблюдение правил агротехники. Это не только позволит получать большие урожаи, предохранять грунт от деградации, но и снизит численность вредителей и необходимость дополнительного использования инсектицидов и отравляющих веществ.
Международная защита
Проблема загрязнения приобрела глобальный характер, поэтому большинство стран принимают участие в программах и соглашениях, направленных на снижение ущерба от антропогенного воздействия на природу. Уже разработано немало документов, регламентирующих принятие мер странами-участниками, направленных на защиту климата, мирового океана, пресных водоемов, лесных массивов и атмосферы от загрязнений.
Примером таких соглашений выступает Киотский протокол, который предусматривает введение ограничений на выброс в атмосферу парниковых газов. Этот документ был подписан в 1997 г. в Японии.
Программа (ЮНЕП) была разработана и принята ООН в 1972 г. Она направлена на охрану имеющихся природных ресурсов для следующих поколений.
В 1992 г. ООН была принята рамочная конвенция об изменениях климата (РКИК), которая направлена на стабилизацию парниковых газов в атмосфере на уровне, не способном стать причиной изменения климатических условий.
Это далеко не полный список документов, использующихся разными странами мира в рамках борьбы с загрязнением среды.
Государственная защита
На уровне правительств отдельных стран принимаются законодательные акты, способствующие снижению негативного воздействия антропогенных факторов. В каждом государстве есть ряд природоохранных организаций, которые следят за сбросом промышленными и химическими предприятиями отходов, рациональным использованием имеющихся ресурсов, процессом переработки мусора и т.д.
Как защитить природу самостоятельно?
Часто для людей охрана окружающей среды от загрязнения является абстрактной проблемой, хотя каждый человек может внести свой вклад в сохранение природы для будущих поколений. В первую очередь необходимо рационально использовать такие ресурсы, как вода, электроэнергия и топливо.
По возможности лучше отказаться от использования пластиковых пакетов в пользу экосумок и бумажной упаковки. По возможности следует отказаться от предметов, которые не подлежат вторичной переработке. Мусор желательно сортировать перед выбросом.
Для снижения количества выхлопных газов нужно сократить поездки на автомобилях, отдавая предпочтение передвижению на общественном транспорте, велосипеде или пешком. Не стоит выливать отработанное масло и химикаты на землю, т.к. это приведет к загрязнению почвы и источников воды, расположенных в непосредственной близости.
Кроме того, любой человек может принимать участие в субботниках и мероприятиях по уборке лесных массивов и пляжей.
Большую пользу природе может принести высадка деревьев в местах вырубки лесов и по краям оврагов. Это предотвратит эрозию почвы и снизит риск оползней.
Большую пользу природе и здоровью человека может принести снижение количества употребляемого мяса или полный отказ от него.
Загрязнение окружающей среды представляет собой глобальную проблему современности, которую регулярно обсуждают в новостях и научных кругах. Создано множество международных организаций, направленных на борьбу с ухудшением природных условий. Учёные давно бьют тревогу о неминуемости экологической катастрофы в самое ближайшее время.
На данный момент о загрязнении окружающей среды известно многое – написано большое количество научных работ и книг, проведены многочисленные исследования. Но в решении проблемы человечество продвинулось совсем незначительно. Загрязнение природы по-прежнему остаётся важным и актуальным вопросом, откладывание которого в долгий ящик может обернуться трагично.
История загрязнения биосферы
В связи с интенсивной индустриализацией общества загрязнение окружающей среды особенно обострилось в последние десятилетия. Однако, несмотря на этот факт, природное загрязнение является одной из самых древних проблем в истории человечества. Ещё в эпоху первобыта люди начали варварски уничтожать леса, истреблять животных и изменять ландшафт земли для расширения территории проживания и получения ценных ресурсов.
Уже тогда это приводило к изменению климата и другим экологическим проблемам . Рост народонаселения планеты и прогресс цивилизаций сопровождался усиленной добычей полезных ископаемых, осушением водоёмов, а также химическим загрязнением биосферы. Промышленная революция ознаменовала не только новую эру в общественном укладе, но и новою волну загрязнения.
С развитием науки и техники учёные получили инструменты, с помощью которых стал возможным точный и подробный анализ экологического состояния планеты. Метеосводки, контроль химического состава воздуха, воды и почвы, спутниковые данные, а также повсеместно дымящие трубы и нефтяные пятна на воде говорят о том, что проблема стремительно усугубляется с расширением техносферы. Недаром появление человека называют главной экологической катастрофой.
Классификация загрязнений природы
Существует несколько классификаций загрязнений природы, основанных на их источнике, направленности, других факторах.
Итак, выделяют следующие виды загрязнения окружающей среды:
- Биологическое – источником загрязнения являются живые организмы, оно может происходить по естественным причинам или в результате антропогенной деятельности.
- Физическое – приводит к изменению соответствующих характеристик окружающей среды. К физическому загрязнению относят тепловое, радиационное, шумовое и другие.
- Химическое – увеличение содержания веществ или их проникновение в окружающую среду. Приводит к изменению нормального химического состава ресурсов.
- Механическое – загрязнение биосферы мусором.
В действительности один вид загрязнения может сопровождаться другим или несколькими сразу.
Газообразная оболочка планеты является неотъемлемым участником природных процессов, определяет тепловой фон и климат Земли, защищает от губительной космической радиации, влияет на рельефообразование.
Состав атмосферы менялся в течение всего исторического развития планеты. Сложившаяся сегодня ситуация такова, что часть объёма газовой оболочки определяется хозяйственной активностью человека. Состав воздуха неоднороден и отличается в зависимости от географического положения – в индустриальных районах и крупных городах высокий уровень вредных примесей.
Основные источники химического загрязнения атмосферы:
- химические заводы;
- предприятия топливно-энергетического комплекса;
- транспорт.
Эти загрязнители являются причиной содержания в атмосфере тяжёлых металлов, таких как свинец, ртуть, хром, медь. Они – постоянные компоненты воздуха в промышленных зонах.
Современные электростанции ежедневно выбрасывают в атмосферу сотни тонн углекислого газа, а также сажу, пыль и золу.
Увеличение числа автомобилей в населённых пунктах привело к повышению концентрации целого ряда вредных газов в воздухе, которые входят в состав машинного выхлопа. Из-за антидетонационных присадок, добавляемых к транспортному топливу, происходит выброс больших количеств свинца. Автомобили вырабатывают пыль и золу, которые загрязняют не только воздух, но и почву, оседая на земле.
Атмосферу также загрязняют очень токсичные газы, которые выбрасываются предприятиями химической промышленности. Отходы химзаводов, например, оксиды азота и серы, являются причиной кислотных дождей и способны вступать в реакции с компонентами биосферы с образованием других опасных производных.
В результате человеческой деятельности регулярно происходят лесные пожары, во время которых происходит выброс колоссальных количеств диоксида углерода.
Почва – это тонкий слой литосферы, образовавшийся в результате природных факторов, в котором протекает большая часть процессов обмена между живыми и неживыми системами.
Из-за добычи природных ископаемых, горнопромышленных работ, сооружения зданий, дорог и аэродромов уничтожаются масштабные площади почв.
Нерациональная хозяйственная деятельность человека стала причиной деградации плодородного слоя земли. Изменяется его естественный химический состав, происходит механическое загрязнение. Интенсивное развитие сельского хозяйства приводит к существенным потерям земель. Частое вспахивание делает их уязвимыми перед затоплениями, засолениями и ветрами, что является причиной эрозии почвы.
Обильное применение удобрений, инсектицидов и химических ядов для уничтожения вредителей и очищения от сорняков приводит к попаданию в почву неестественных для неё токсичных соединений. В результате антропогенной деятельности происходит химическое загрязнение земель тяжёлыми металлами и их производными. Основным вредным элементом является свинец, а также его соединения. При переработке свинцовых руд выбрасывается около 30 килограммов металла с каждой тонны. Автомобильный выхлоп, содержащий большое количество данного металла, оседает в почве, отравляя обитающие в ней организмы. Сливы жидких отходов с рудников заражают землю цинком, медью и другими металлами.
Электростанции, радиоактивные осадки от ядерных взрывов, научно-исследовательские центры по изучению атомной энергии являются причиной попадания в почву радиоактивных изотопов, которые потом поступают в организм человека с продуктами питания.
Сконцентрированные в недрах земли запасы металлов рассеиваются, как следствие производственной активности человека. Потом они концентрируются в верхнем слое почвы. В древности человек использовал 18 элементов, из находящихся в земной коре, а сегодня – все известные.
На сегодняшний день водная оболочка земли загрязнена намного больше, чем можно представить. Нефтяные пятна и плавающие на поверхности бутылки – это лишь то, что можно увидеть. Значительная часть загрязнителей находится в растворённом состоянии.
Порча воды может происходить естественным образом. В результате селей и паводков из материковой почвы вымывается магний, который попадает в водоёмы и наносит вред рыбам. В результате химических превращений в пресные воды проникает алюминий. Но естественное загрязнение составляет пренебрежимо малую долю по сравнению с антропогенным. По вине человека в воду попадают:
- поверхностно-активные соединения;
- пестициды;
- фосфаты, нитраты и другие соли;
- лекарства;
- нефтепродукты;
- радиоактивные изотопы.
Источниками этих загрязнителей являются фермерские хозяйства, рыбный промысел, нефтяные платформы, электростанции, предприятия химической промышленности, канализационные стоки.
Кислотные дожди, которые также являются результатом человеческой деятельности, растворяя грунт, вымывают тяжёлые металлы.
Помимо химического загрязнения воды существует физическое, а именно – тепловое. Больше всего воды применяется в производстве электроэнергии. Тепловые станции используют её для охлаждения турбин, а отработанная нагретая жидкость сливается в водоёмы.
Механическое ухудшение качества воды бытовыми отходами в населённых пунктах приводит к сокращению мест обитания живых существ. Некоторые виды гибнут.
Загрязнённая вода – основная причина большинства заболеваний. В результате отравления жидкости погибает множество живых существ, страдает экосистема океана, нарушается нормальное протекание природных процессов. Загрязнители в конечном счёте попадают в организм человека.
Борьба с загрязнением
Во избежание экологической катастрофы борьба с физическим загрязнением должна быть первостепенной задачей. Проблема должна решатся на международном уровне, потому что у природы нет государственных границ. Для предупреждения загрязнения необходимо вводить санкции предприятиям, выбрасывающим отходы в окружающую среду, налагать крупные штрафы за размещение мусора в неположенном месте. Стимуляция к соблюдению норм экологической безопасности также может быть осуществлена финансовыми методами. Такой подход доказал свою эффективность в некоторых странах.
Перспективным направлением по борьбе с загрязнением является применение альтернативных источников энергии. Использование солнечных батарей, водородного топлива и других сберегающих технологий позволит уменьшить выброс токсичных соединений в атмосферу.
К другим методам борьбы с загрязнением можно отнести:
- строительство очистных сооружений;
- создание национальных парков и заповедников;
- увеличение количества зелёных насаждений;
- контроль численности населения в странах третьего мира;
- привлечение внимания общественности к проблеме.
Загрязнение окружающей среды представляет собой масштабную мировую проблему, решить которую возможно лишь при активном участии каждого, кто называет планету Земля своим домом, иначе экологическая катастрофа будет неминуема.
На всех стадиях развития человек был тесно связан с природой. Но по мере появления и формирования индустриального общества все чаще проблемой современного мира становится загрязнение окружающей среды.
Виды загрязнений достаточно многообразны по своей силе воздействия и характеризуются опасностью распространения в воздушном пространстве, а также в водной стихии и с помощью почвы.
Естественные причины
Существует два типа источников вредных выбросов в атмосферу - естественный и антропогенный. Именно таковы его основные виды. схема которого приведена ниже - важная проблема, требующая решения.
Первый вид никак не связан с деятельностью людей и происходит по определенным законам природы. Необходимо отметить, что загрязнения данного вида имели место быть задолго до того, как появилось человечество, поэтому окружающая среда с такими «отбросами» прекрасно справляется.
Это связано с тем, что в эволюции уже заложены природные катаклизмы (бури, извержение вулканов, лесные пожары, разложение погибших животных и растений). Естественные загрязнения можно рассматривать как биологическое загрязнение окружающей среды. Виды загрязнения такого рода включают, прежде всего, самой природы в целом.
Естественные загрязнения можно проиллюстрировать следующими примерами:
Долина Смерти. У подножья вулкана Кихпиныч (Камчатка) простирается долина, которая заполнена вулканическими сероводородными газами. При отсутствии ветра над уровнем земли газ скапливается, и гибнут все животные и птицы, которые попадают в данную область. Ученые, занимающиеся исследованием Долины Смерти, не только изучают данный феномен, но и очищают территорию от трупов. Это необходимо в связи с тем, чтобы в долину не приходили падальщики, которые могут нанести вред не только живым животным, но и распространить инфекцию от мертвых. Таким образом, данный тип загрязнения обладает достаточно яркими признаками, которые имеют подобные виды экологических загрязнений окружающей среды.
- «Красный прилив». На поверхности морей образуется покрытие бурого цвета, сильно напоминающее кровь. Это происходит в связи с размножением определенного вида водорослей, которые по своей природе очень токсичны. Ядовитые вещества попадают по пищевой цепочке в обитателей моря, отчего последние гибнут.
Известны случаи, когда экипажи судов, проходящих в таких областях, получали сильнейшее отравление, употребив в пищу выловленную в «ядовитых» местах рыбу или моллюсков. Ученые связывают появление токсичных водорослей с большим объемом химических выбросов в воды океана.
Антропогенные источники
Насыщение природы вредными веществами человеком заслуживают отдельного внимания, так как не ограничиваются разложениями или пожарами по вине людей. Классификация видов загрязнения окружающей среды в этом случае, может быть следующая:
Радиоактивные осадки;
Неорганическое загрязнение вод;
Органическое;
Тепловые виды;
Загрязнение почвы;
Насыщение пестицидами;
- (как итог взаимосвязи с круговоротом воды в природе).
Все перечисленные способы - виды антропогенного загрязнения окружающей среды, то есть результат человеческой деятельности.
Аэрозольные выбросы
В атмосфере в связи с функционированием человечества находится масса примесей, которые можно назвать техногенной пылью. Она выражается в виде тумана, дымки или обычного дыма. В результате сжигания определенных веществ в производстве ядовитые пары и канцерогенные соединения выбрасываются в окружающую среду.
Основными источниками появления техногенной пыли являются металлургические заводы, нефтеперерабатывающие, сажевые и другие подобные, которые используют термическую обработку сырья. Также основные виды загрязнения окружающей среды аэрозольным способом включают в себя выброс пыли и ядовитых веществ в горной промышленности.
При формировании искусственных насыпей (отвалов) из вскрышных пород при добыче полезных ископаемых в атмосферу выбрасывается огромное количество результатов переработки. Вредные частицы выделяются в окружающую среду и во время взрывных работ.
Например, при взрыве средней мощности выделяется до 2 тысяч кубических метров оксида углерода и около 150 тонн пыли. Во время технологических процессов переработки полуфабрикатов для производства цемента в воздух также выделяется масса химических веществ и технологической пыли.
Аэрозольными можно назвать и виды загрязнения окружающей среды транспортом. В результате сгорания вещества (бензина или дизельного топлива) происходит выделение газов: оксидов углерода, углеводорода и азота. Длительность нахождения этих смесей в атмосфере до их естественного разложения составляет от нескольких часов до нескольких лет.
Фотохимический туман
Смог образуется путем соединения химически вредных выбросов в атмосферу с солнечной радиационной энергией. В результате происходит фотохимическая реакция оксидов азота, углеводородов и других вредных веществ.
Туман, таким образом, представляет такую категорию насыщения вредными веществами, которую содержат в себе виды химических загрязнений окружающей среды.
Цепная реакция превращения диоксида азота в оксид азота и атомарный кислород должна давать в результате озон (соединение молекулярного и атомарного кислорода). Реакция окисления азота данным соединением должна давать молекулярный кислород и как итог, диоксид азота. Однако озон при возникновении тут же вступает в реакцию с выхлопными газами в атмосфере, в результате чего образуется определенное количество объединенных атомов и молекул кислорода.
Данное соединение, вступая в реакцию с примесями в воздухе, образует оксиданты и свободные радикалы, которые характерны для смога. Соединения, которыми воздух буквально пропитан, оказывают крайне негативное воздействие на кровеносную и дыхательную системы жителей, в результате чего человек может погибнуть.
Радиоактивные осадки
Данный вид загрязнений - наиболее опасный для человечества и для всего живого в мире. Осадки, которые содержат радиоактивные частицы, представляют собой атмосферную влагу и пыль.
Наиболее тяжелые частицы радиоактивных элементов оседают сразу же на поверхности земли, более легкие имеют свойство задерживаться в атмосфере и переноситься на довольно большие расстояния.
За счет радионуклеотиды, содержащиеся в воздухе, выпадают на землю в виде дождя, снега или тумана.
При попадании таких осадков на кожу человека радиоактивные атомы проникают внутрь организма, разрушая его постепенно изнутри.
Неорганические типы
Виды загрязнения окружающей представлены также и неорганическими «методами».
В связи с развитием промышленности в воду попадают отходы, которые образуются во время деятельности заводов и предприятий по заготовке и обработке лесоматериала, при производстве работ в шахтах, на рудниках, а также в результате использования транспорта.
Например, в сточных водах, которые затем попадают в водоемы, содержится большое количество остатков синтетических моющих средств. Данные элементы, попадая в водоочистительную систему, не удаляются и возвращаются в водопровод.
Виды химических загрязнений окружающей среды включают в данном случае загрязнение сточных вод соединениями таких элементов, как кадмий, мышьяк, свинец, ртуть и других не менее опасных веществ.
Указанные соединения поглощаются низкоорганизованными обитателями водоемов и передаются по пищевой цепочке высокоорганизованным организмам.
Химические загрязнения имеют свойство менять рН воды до такого состояния, когда в такой воде не могут жить и размножаться обитатели водной среды.
Однако многие беспозвоночные организмы, населяющие водную стихию, способны накапливать в себе радиоактивные элементы и яды. Именно поэтому они служат в качестве индикатора того, какие основные виды загрязнения окружающей среды обусловили загрязнение водоема.
Несмотря на то что вода имеет свойство самоочищаться, в связи с попаданием в нее большого количества химических соединений, организмы, обеспечивающие очищение, погибают. Соответственно, требуются дополнительные методы отделения вредных частиц от воды, но, к сожалению, этого недостаточно.
Органический "мусор"
Виды загрязнений среды, окружающей человека, включают в себя и органическую их природу. К таким можно отнести нефть, состоящую в основном из насыщенных углеводородов.
При наличии на поверхности воды обитатели морей, а также животные и растения прибрежной зоны погибают.
Это происходит по причине того, что нефть, попадая на рыб или водоплавающих птиц, обволакивает их тонкой черно-коричневой пленкой, в связи с чем нарушается естественная обтекаемость поверхности оперения птиц (или чешуи рыб).
Задолго до того как люди научились добывать данный природный ресурс, нефть также попадала на поверхность воды. Однако в морях и океанах существуют микроскопические бактерии, способные перерабатывать "черное золото", питаясь им. Постепенно пятно с поверхности исчезает, а бактерии становятся пищей для высокоорганизованных существ.
Сложность на сегодняшний день в естественном уничтожении пятен составляет огромное количество нефти, которая выливается при крушении танкеров или авариях на платформах. Бактерии не успевают ее переработать, и горючая субстанция может попасть с течением в другие водоемы, распространяясь по Мировому океану.
Тепловой тип
Выбросы температурно неустойчивых сточных вод в реки и озера электростанциями - этот пример иллюстрирует такую категорию, как виды энергетического загрязнения окружающей среды.
На первый взгляд, небольшое повышение температуры воды не должно причинить вред экосистеме в целом. Однако количество таких стоков и постоянное изменение и нестабильность температуры жидкости в водоемах приводит к искусственному ограничению водообмена между поверхностью и дном.
Так как происходит нарушение круговорота, необходимого для рационального функционирования фитопланктона и водорослей, видовое постоянство водной структуры меняется.
Загрязнение почвы
Почва Земли является важнейшим компонентом биосферы. Данная оболочка аккумулирует не только органические вещества, но и энергию. Существование почвы как элемента биосферы представляет собой одно из важных звеньев в ее функционировании. Поэтому проблемы загрязнения земной поверхности химикатами (органическими и неорганическими), а также особого рода веществами (пестицидами) требуют особого внимания со стороны ученых.
Загрязнение пестицидами
Так как специальные ядохимикаты для обработки растений производятся и используются человеком, можно сказать, что заражение почвы данными элементами может иллюстрировать виды окружающей среды.
Несмотря на то что данная группа химикатов является важным элементом в сельском хозяйстве для масштабного выращивания растительных продуктов питания, такие яды представляют огромную опасность для почвы.
Пестициды имеют свойство накапливаться в организме, в который они попали и, подобно радиоактивным элементам, разрушают здоровье человека изнутри, а также приводят к гибели многих микроорганизмов. Нарушение естественного течения эволюционного процесса происходит, кроме других причин, еще и в связи с тем, что наблюдается загрязнение окружающей среды.
Виды загрязнений, к которым можно отнести и насыщение пестицидами, вызывают нарушение равновесия и, как следствие, естественного отбора. По пищевой цепочке химикаты проникают в организм человека и обнаруживаются не только во внутренних органах взрослых людей, но и у новорожденных. Это означает, что накопленные в процессе жизни пестициды способны вертикально передаваться от матери к ребенку.
На сегодняшний день разрабатывают и испытывают такие химикаты, которые после применения, оказав необходимое действие, самостоятельно разлагаются на безопасные элементы. При этом важно соблюдать порядок химической реакции, исключая присутствие таких катализаторов, которые могли бы нарушить естественное течение разложения вредных веществ на элементарные.
Кислотные дожди
В итоге функционирования человека в атмосферу выделяется большое количество окисей химических элементов, что вызывает загрязнение окружающей среды. Виды загрязнений можно условно определить как бытовые и промышленные.
При сжигании горючих материалов, предназначенных для бытовых и производственных нужд, происходит выделение окислов азота, серы, углерода и сероводорода. При взаимодействии с влагой, содержащейся в атмосфере, данные смеси перерождаются в кислоты, которые затем выпадают в виде осадков.
При угрозе возникновения таких аномалий необходимо быть предельно осторожным, так как воздействие кислоты на людей, даже в небольшой концентрации, вызывает химический ожог. Попав под кислотный дождь, человек может не только потерять часть своих волос или испортить головной убор, но и получить ожог лица или всего тела.
Кислота, выпадая в наносит вред не только людям, но и почве, то есть вызывает загрязнение окружающей среды. Виды загрязнений, которые связаны с особенностями циркулирования воды в природе, вызывают перенасыщение земли данными соединениями. Почва в дальнейшем не способна сохранять полезные природные свойства. В случае если на такой почве появляется растительность, принимаемая затем в пищу, она может нанести ущерб здоровью человека.
Кроме этого, кислотная дождевая вода, проникая глубоко в грунт, попадает в подземные воды. Именно они распространяют химические соединения на большие расстояния, что в дальнейшем может навредить даже тем районам, которые достаточно далеко располагаются от местности, где выпали кислотные осадки.
Шумовые загрязнения
Человек не может жить в абсолютной тишине, так же как и при довольно громких звуках. Данный дисбаланс меняет внутричерепное давление и может привести к нарушению работы всего организма.
В связи с этими особенностями человеческой сущности можно выделить окружающей среды, которое нельзя увидеть.
Шум, который производят многочисленные заводы, техника, поезда, автомобили, действует на жителей больших городов или людей, которые вынуждены находиться рядом с такими «шумными» достижениями человечества, крайне отрицательно.
Воздействие подобных звуков нарушает естественное функционирование внутренних органов, сосудов и т. д., что в худшем случае может привести к преждевременному старению и смерти.
Способы борьбы
Виды источников загрязнения окружающей среды довольно разнообразны. Однако можно отметить, что все они связаны с человеческой деятельностью. Одни источники напрямую загрязняют атмосферу, почву или воду ядовитыми веществами, другие - только нарушают естественный ход событий в природе. При этом довольно часто слабеет система, разрываются важные пищевые и другие цепочки, происходят мутации.
Генетически измененные организмы - это особи, полностью приспособленные к выживанию в условиях сильнейшего загрязнения окружающей среды. При каждой атаке ядохимикатами клетки настолько сильно менялись, что могли (уже у будущих поколений) противостоять разрушительному действию наиболее сильных веществ.
Но не стоит забывать о том, что наша Земля не приспособлена для поглощения «удобств» цивилизации, поэтому на сегодняшний день ведутся разработки уже не новых химически опасных веществ, а их нейтрализаторов.
Новейшие препараты или культуры микроорганизмов призваны не только не нанести вред, но и способствовать быстрейшему разложению на безопасные элементы тех веществ, которые планируется применять.
Сахалинская гречиха
Выявляются и используются природные свойства растений и организмов в борьбе за чистоту планеты. Например, у сахалинской гречихи есть отличное свойство - она может прорастать и цвести на почве, которая насыщена тяжелыми металлами.
По результатам многочисленных экспериментов, такие растения могут за 1 только год «забрать» из почвы до 1 кг кадмия, 24 кг свинца и 322 кг цинка. А эксперимент на одном из военных полигонов, где испытывали химическое оружие, показал, что через 2 года после высадки гречихи в грунт почва была совершенно чиста.
Под загрязнением окружающей среды следует понимать «изменение свойств среды (химических, механических, физических, биологических и связанных с ними информационных), происходящие в результате естественных или искусственных процессов и приводящие к ухудшению функций среды по отношению к любому биологическому или технологическому объекту». Используя различные элементы окружающей среды в своей деятельности, человек изменяет её качество. Часто эти изменения выражаются в неблагоприятной форме загрязнения.
Загрязнение окружающей среды - это поступление в нее вредных веществ, могущих нанести ущерб здоровью человека, неорганической природе, растительному и животному миру или стать помехой в той или иной человеческой деятельности.
Из-за больших количеств поступающих в среду отходов человеческой деятельности способность окружающей среды к самоочищению находится на пределе. Значительная часть этих отходов чужда природной среде: они либо ядовиты для микроорганизмов, разрушающих сложные органические вещества и превращающих их в простые неорганические соединения, либо вообще не разрушаются и поэтому накапливаются в различных частях окружающей среды.
Влияние человека на природу ощущается практически везде.
Загрязнение атмосферы
Существует два главных источника загрязнения атмосферы: естественный и антропогенный.
Естественный источник — это вулканы, пыльные бури, выветривание, лесные пожары, процессы разложения растений и животных.
Антропогенные, в основном делят на три основных источника загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общем, загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места.
Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство.
Источники загрязнения — теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух оксиды азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов.По данным ученых (1990 г), ежегодно в мире в результате деятельности человека в атмосферу поступает 25,5 млрд. т оксидов углерода, 190 млн. т. оксидов серы, 65 млн. т. оксидов азота, 1,4 млн. т. хлорфторуглеродов (фреонов), органические соединения свинца, углеводороды, в том числе канцерогенные (вызывающие заболевание раком).
Наиболее распространенные загрязнители атмосферы поступают в нее в основном в двух видах: либо в виде взвешенных частиц (аэрозолей), либо в виде газов. По массе львиную долю - 80-90 процентов - всех выбросов в атмосферу из-за деятельности человека составляют газообразные выбросы. Существуют 3 основных источника образования газообразных загрязнений: сжигание горючих материалов, промышленные производственные процессы и природные источники.
Рассмотрим основные вредные примеси антропогенного происхождения.
— Оксид углерода . Получается при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 1250 млн. т. Оксид углерода является соединением, активно реагирующим с составными частями атмосферы и способствует повышению температуры на планете, и созданию парникового эффекта.
— Сернистый ангидрид . Выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или переработки сернистых руд (до 170 млн. т. в год). Часть соединений серы выделяется при горении органических остатков в горнорудных отвалах.
— Серный ангидрид . Образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокой влажности воздуха. Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида.
— Сероводород и сероуглерод . Поступают в атмосферу раздельно или вместе с другими соединениями серы. Основными источниками выброса являются предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы. В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются медленному окислению до серного ангидрида.
— Окислы азота . Основными источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество окислов азота, поступающих в атмосферу, составляет 20 млн. т. в год.
— Соединения фтора . Источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторсодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений — фторводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим эффектом. Производные фтора являются сильными инсектицидами.
— Соединения хлора . Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих соляную кислоту, хлорсодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречаются как примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты. В металлургической промышленности при выплавке чугуна и при переработке его на сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелых металлов и ядовитых газов. Так, в расчете на 1 т. передельного чугуна выделяется кроме 12,7 кг сернистого газа и 14,5 кг пылевых частиц, определяющих количество соединений мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, паров ртути и редких металлов, смоляных веществ и цианистого водорода.
Помимо газообразных загрязняющих веществ, в атмосферу поступает большое количество твердых частиц. Это пыль, копоть и сажа. Большую опасность таит загрязнение природной среды тяжелыми металлами. Свинец, кадмий, ртуть, медь, никель, цинк, хром, ванадий стали практически постоянными компонентами воздуха промышленных центров.
Аэрозоли — это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для организмов, а у людей вызывают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с водяным паром. Средний размер аэрозольных частиц составляет 1-5 мкм. В атмосферу Земли ежегодно поступает около 1 куб. км пылевидных частиц искусственного происхождения.
Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнения воздуха являются ТЭС, которые потребляют уголь высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы. Аэрозольные частицы от этих источников отличаются большим разнообразием химического состава. Чаще всего в их составе обнаруживаются соединения кремния, кальция и углерода, реже — оксиды металлов.
Постоянными источниками аэрозольного загрязнения являются промышленные отвалы — искусственные насыпи из переотложенного материала, преимущественно вскрышных пород, образуемых при добыче полезных ископаемых или же из отходов предприятий перерабатывающей промышленности, ТЭС.
Источником пыли и ядовитых газов служат массовые взрывные работы. Так, в результате одного среднего по массе взрыва (250-300 тонн взрывчатых веществ) в атмосферу выбрасывается около 2 тыс. куб. м. условного оксида углерода и более 150 т. пыли.
Производство цемента и других строительных материалов также является источником загрязнения атмосферы пылью. Основные технологические процессы этих производств — измельчение и химическая обработка полуфабрикатов и получаемых продуктов в потоках горячих газов всегда сопровождается выбросами пыли и других вредных веществ в атмосферу.
Основными загрязнителями атмосферы на сегодняшний день являются окись углерода и сернистый газ.
Нельзя забывать и о фреонах, или хлорфторуглеводородах. Фреоны широко используются в производстве и в быту в качестве хладореагентов, пенообразователей, растворителей, а также в аэрозольных упаковках. А именно с понижением содержания озона в верхних слоях атмосферы медики связывают рост количества раковых заболеваний кожи. Известно, что атмосферный озон образуется в результате сложных фотохимических реакций под воздействием ультрафиолетовых излучений Солнца. Озон, поглощая ультрафиолетовое излучение, предохраняет все живое на земле от гибели. Фреоны же, попадая в атмосферу, под действием солнечного излучения распадаются на ряд соединений, из которых окись хлора наиболее интенсивно разрушает озон.
Загрязнение почвы
Почти все загрязняющие вещества, которые первоначально попали в атмосферу, в конечном итоге оказываются на поверхности суши и воды. Оседающие аэрозоли могут содержать ядовитые тяжелые металлы - свинец, кадмий, ртуть, медь, ванадий, кобальт, никель. Обычно они малоподвижны и накапливаются в почве. Но в почву попадают с дождями также кислоты. Соединяясь с ними, металлы могут переходить в растворимые соединения, доступные растениям. В растворимые формы переходят также вещества, постоянно присутствующие в почвах, что иногда приводит к гибели растений. Примером может служить весьма распространенный в почвах алюминий, растворимые соединения которого поглощаются корнями деревьев. Алюминиевая болезнь, при которой нарушается структура тканей растений, оказывается для деревьев смертельной.
С другой стороны, кислые дожди вымывают необходимые для растений питательные соли, содержащие азот, фосфор и калий, что снижает плодородие почв. Повышение кислотности почв из-за кислых дождей губит полезные почвенные микроорганизмы, нарушает все микробиологические процессы в почве, делает невозможным существование ряда растений и иногда оказывается благоприятным для развития сорняков.
Все это можно назвать непреднамеренным загрязнением почв.
Но можно говорить и о преднамеренном загрязнении почвы. Начнем с применения минеральных удобрений, вносимых в почву специально для повышения урожайности сельскохозяйственных культур .
Ясно, что после снятия урожая почва нуждается в восстановлении плодородия. Но чрезмерное использование удобрений приносит вред. Оказалось, что при увеличении дозы удобрений урожайность сначала быстро растет, но затем прирост становится все меньше и наступает момент, когда дальнейшее увеличение дозы удобрений не дает никакого прироста урожайности, а в избыточной дозе минеральные вещества могут оказаться для растений токсичными. Тот факт, что прирост урожайности резко уменьшается, говорит о том, что растения не усваивают излишков питательных веществ.
Избыток удобрений выщелачивается и смывается с полей талыми и дождевыми водами (и оказывается в водоемах суши и в море). Излишние азотные удобрения в почве распадаются, и газообразный азот выделяется в атмосферу, а органическое вещество гумуса, составляющего основу плодородия почвы, разлагается на углекислый газ и воду. Поскольку органическое вещество не возвращается в почву, гумус истощается и почвы деградируют. Особенно сильно страдают крупные зерновые хозяйства, не имеющие отходов животноводства (например, на бывшей целине Казахстана, Предуралья и Западной Сибири).
Кроме нарушения структуры и обеднения почв, избыток нитратов и фосфатов приводит к серьезному ухудшению качества продуктов питания людей. Некоторые растения (например, шпинат, салат) способны накапливать нитраты в больших количествах. «Съев 250 граммов салата, выращенного на переудобренной грядке, можно получить дозу нитратов, эквивалентную 0,7 грамма аммиачной селитры. В кишечном тракте нитраты превращаются в ядовитые нитриты, которые в дальнейшем могут образовать нитрозамины - вещества, обладающие сильными канцерогенными свойствами. Кроме того, в крови нитриты окисляют гемоглобин и лишают его способности связывать кислород, необходимый для живой ткани. В результате возникает особый вид малокровия - метгемоглобинемия».
Ядохимикаты - инсектициды против вредных насекомых в сельском хозяйстве и в быту, пестициды против различных вредителей сельскохозяйственных растений, гербициды против сорняков, фунгициды против грибковых заболеваний растений, дефолианты для сбрасывания листьев у хлопка, зооциды против грызунов, нематоциды против глистов, лимациды против слизней стали широко применяться с конца второй мировой войны.
Все эти вещества ядовиты. Это очень устойчивые вещества, и поэтому они могут накапливаться в почве и сохраняться десятилетиями.
Использование ядохимикатов, несомненно, сыграло существенную роль в повышении урожайности сельскохозяйственных культур. Иногда ядохимикаты спасают до 20 процентов урожая.
Но вскоре обнаружились и весьма отрицательные последствия применения ядохимикатов. Оказалось, что их действие значительно шире, чем их назначение. Инсектициды, например, действуют не только на насекомых, но и на теплокровных животных и на человека. Убивая вредных насекомых, они убивают и множество полезных насекомых, в том числе тех, которые являются естественными врагами вредителей. Систематическое применение пестицидов стало приводить не к искоренению вредителей, а к возникновению новых рас вредителей, не восприимчивых к действию данного пестицида. Уничтожение конкурентов или врагов того или иного из вредителей привело к появлению на полях новых вредителей. Пришлось повышать дозы пестицидов в 2-3 раза, а иногда в десять и более раз. На это же толкало и несовершенство технологии применения пестицидов. По некоторым оценкам, из-за этого в нашей стране до 90 процентов пестицидов тратится впустую и лишь загрязняет окружающую среду, нанося ущерб здоровью людей. Нередки случаи, когда из-за халатности химизаторов пестициды рассыпаются буквально на головы работающих в поле людей.
Некоторые растения (в частности, корнеплоды) и животные (например, обычные дождевые черви) накапливают в своих тканях пестициды в значительно больших концентрациях, чем почва. В результате пестициды попадают в пищевые цепи и достигают птиц, диких и домашних животных, человека. По оценкам 1983 года, в развивающихся странах от отравления пестицидами ежегодно заболевало 400 тысяч и умирало около 10 тысяч человек.
Загрязнение воды
Каждому ясно, как велика роль воды в жизни нашей планеты и в особенности в существовании биосферы.
Биологическая потребность человека и животных в воде за год в 10 раз превышает их собственную массу. Еще более внушительны бытовые, промышленные и сельскохозяйственные нужды человека. Так, «для производства тонны мыла требуется 2 тонны воды, сахара - 9, изделий из хлопка - 200, стали 250, азотных удобрений или синтетического волокна - 600, зерна - около 1000, бумаги - 1000, синтетического каучука - 2500 тонн воды».
Использованная человеком вода в конечном счете возвращается в природную среду. Но, кроме испарившейся, это уже не чистая вода, а бытовые, промышленные и сельскохозяйственные сточные воды, обычно не очищенные или очищенные недостаточно. Таким образом происходит загрязнение пресноводных водоемов - рек, озер, суши и прибрежных участков морей.
Современные методы очистки вод, механической и биологической, далеки от совершенства.. «Даже после биологической очистки в сточных водах остается 10 процентов органических и 60-90 процентов неорганических веществ, в том числе до 60 процентов азота, 70 -фосфора, 80 - калия и почти 100 процентов солей ядовитых тяжелых металлов».
Различают три вида загрязнения вод - биологическое, химическое и физическое.
Биологическое загрязнение создается микроорганизмами, в том числе болезнетворными, а также органическими веществами, способными к брожению. Главными источниками биологического загрязнения вод суши и прибрежных вод морей являются бытовые стоки, которые содержат фекалии, пищевые отбросы, сточные воды предприятий пищевой промышленности (бойни и мясокомбинаты, молочные и сыровареные заводы, сахарные заводы и т. п.), целлюлозно-бумажной и химической промышленности, а в сельской местности - стоки крупных животноводческих комплексов. Биологическое загрязнение может стать причиной эпидемий холеры, брюшного тифа, паратифа и других кишечных инфекций и различных вирусных инфекций, например гепатита.
Химическое загрязнение создается поступлением в воду различных ядовитых веществ. Основные источники химического загрязнения - это доменное и сталелитейное производство, предприятия цветной металлургии, горнодобывающая, химическая промышленность и в большой мере экстенсивное сельское хозяйство. Кроме прямых сбросов сточных вод в водоемы и поверхностного стока, надо учитывать также попадание загрязнителей на поверхность воды непосредственно из воздуха.
В последние годы существенно увеличилось поступление в поверхностные воды суши нитратов из-за нерационального применения азотных удобрений, а также из-за увеличения выбросов в атмосферу с выхлопными газами автомобилей. Это же относится и к фосфатам, для которых, помимо удобрений, источником служит все более широкое применение различных моющих средств. Опасное химическое загрязнение создают углеводороды - нефть и продукты ее переработки, которые попадают в реки и озера как с промышленными сбросами, в особенности при добыче и транспортировке нефти, так и в результате смыва с почвы и выпадения из атмосферы.
Чтобы сделать сточные воды более или менее пригодными для использования, их подвергают многократному разбавлению. Но правильнее было бы сказать, что при этом чистые природные воды, которые могли быть использованы для любых целей, в том числе для питья, становятся менее пригодными для этого, загрязненными.
Разбавление сточных вод снижает качество воды в природных водоемах, но обычно не достигает своей главной цели - предотвращения вреда для здоровья людей. Дело в том, что вредные примеси, содержащиеся в воде в ничтожных концентрациях, накапливаются в некоторых организмах, употребляемых людьми в пищу. Сначала ядовитые вещества попадают в ткани мельчайших планктонных организмов, затем они накапливаются в организмах, которые в процессе дыхания и питания фильтруют большое количество воды (моллюски, губки и т. п.) и в конечном итоге как по пищевой цепи, так и в процессе дыхания концентрируются в тканях рыб. В результате концентрация ядов в тканях рыб может стать больше, чем в воде, в сотни и даже тысячи раз.
Разбавление промышленных стоков и тем более растворов удобрений и пестицидов с сельскохозяйственных полей происходит часто уже в самих природных водоемах. Если водоем непроточный или слабопроточный, то сброс в него органических веществ и удобрений ведет к переизбытку питательных веществ и зарастанию водоема. Сначала в таком водоеме накапливаются питательные вещества и бурно разрастаются водоросли. После их отмирания биомасса опускается на дно, где происходит ее минерализация с потреблением большого количества кислорода. Условия в глубинном слое такого водоема становятся непригодными для жизни рыб и других организмов, нуждающихся в кислороде. Когда весь кислород исчерпан, начинается бескислородное брожение с выделением метана и сероводорода. Тогда происходит отравление всего водоема и гибель всех живых организмов (кроме некоторых бактерий). Такая незавидная судьба грозит не только озерам, в которые сбрасываются бытовые и промышленные стоки, но и некоторым замкнутым и полузамкнутым морям.
Физическое загрязнение вод создается сбросом в них тепла или радиоактивных веществ. Тепловое загрязнение связано главным образом с тем, что используемая для охлаждения на тепловых и атомных электростанциях вода (и соответственно около 1/3 и 1/2 вырабатываемой энергии) сбрасывается в тот же водоем. Вклад в тепловое загрязнение вносят также некоторые промышленные предприятия
При значительном тепловом загрязнении рыба задыхается и погибает, так как ее потребность в кислороде растет, а растворимость кислорода уменьшается. Количество кислорода в воде уменьшается еще и потому, что при тепловом загрязнении происходит бурное развитие одноклеточных водорослей: вода «зацветает» с последующим гниением отмирающей растительной массы. Кроме того, тепловое загрязнение существенно повышает ядовитость многих химических загрязнителей, в частности тяжелых металлов.
Загрязнение океанов и морей происходит вследствие поступления загрязняющих веществ с речным стоком, их выпадения из атмосферы и, наконец, благодаря хозяйственной деятельности человека непосредственно на морях и океанах.
С речным стоком, объем которого составляет около 36-38 тысяч кубокилометров, в океаны и моря поступает огромное количество загрязнителей во взвешенном и растворенном виде.. По некоторым оценкам, этим путем в океан ежегодно попадает более 320 миллионов тонн железа, до 200 тысяч тонн свинца, 110 миллионов тонн серы, до 20 тысяч тонн кадмия, от 5 до 8 тысяч тонн ртути, 6,5 миллиона тонн фосфора, сотни миллионов тонн органических загрязнителей.
Атмосферные источники загрязнения океана по некоторым видам загрязнителей сравнимы с речным стоком.
Особое место занимает загрязнение океана нефтью и нефтепродуктами.
Естественное загрязнение происходит в результате просачивания нефти из нефтеносных слоев, главным образом, на шельфе.
Наибольший вклад в нефтяное загрязнение океана вносят морские перевозки нефти. Из 3 миллиардов тонн нефти, добываемых в настоящее время, морем перевозится около 2 миллиардов тонн. Даже при безаварийном транспорте происходят потери нефти при ее погрузке и разгрузке, сбрасывании в океан промывочных и балластных вод (которыми заполняют танки после выгрузки нефти), а также при сбросе так называемых льяльных вод, которые всегда скапливаются на полу машинных отделений любых судов.
Но наибольший ущерб окружающей среде и биосфере наносят внезапные разливы больших количеств нефти при авариях танкеров, хотя такие разливы и составляют только 5-6 процентов суммарного нефтяного загрязнения.
В открытом океане нефть встречается главным образом в виде тонкой пленки (с минимальной толщиной до 0,15 микрометра) и смоляных комков, которые образуются из тяжелых фракций нефти. Если смоляные комки воздействуют прежде всего на растительные и животные морские организмы, то нефтяная пленка , кроме того, влияет на многие физические и химические процессы, происходящие на поверхности раздела океан - атмосфера и в слоях, прилегающих к нему:
- Прежде всего, нефтяная пленка увеличивает долю отражаемой от поверхности океана солнечной энергии и уменьшает долю поглощаемой энергии. Тем самым нефтяная пленка оказывает влияние на процессы теплонакопления в океане. Несмотря на уменьшение количества поступающего тепла, поверхностная температура при наличии нефтяной пленки повышается тем больше, чем толще нефтяная пленка.
- Океан является главным поставщиком атмосферной влаги, от которого в значительной мере зависит степень увлажнения материков. Нефтяная пленка затрудняет испарения влаги, а при достаточно большой толщине (порядка 400 микрометров) может свести его практически к нулю.
- Сглаживая ветровое волнение и препятствуя образованию водяных брызг, которые, испаряясь, оставляют в атмосфере мельчайшие частички соли, нефтяная пленка изменяет солеобмен между океаном и атмосферой. Это также может повлиять на количество атмосферных осадков над океаном и материками, так как частички соли составляют значительную часть ядер конденсации, необходимых для образования дождя.
Многие страны, имеющие выход к морю, производят морское захоронение различных материалов и веществ (дампинг), в частности грунта, вынутого при дноуглубительных работах, бурового шлака, отходов промышленности, строительного мусора, твердых отходов, взрывчатых и химических веществ, радиоактивных отходов. Объем захоронений составил около 10% от всей массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан.
Основанием для дампинга в море служит возможность морской среды к переработке большого количества органических и неорганических веществ без особого ущерба воды. Однако эта способность не беспредельна.
Во время сброса и прохождения материала сквозь столб воды, часть загрязняющих веществ переходит в раствор, изменяя качество воды, другая сорбируется частицами взвеси и переходит в донные отложения. Одновременно повышается мутность воды. Наличие органических веществ часто приводит к быстрому расходованию кислорода в воде и не редко к его полному исчезновению, растворению взвесей, накоплению металлов в растворенной форме, появлению сероводорода.
При организации системы контроля над сбросами отходов в море решающее значение имеет определение районов дампинга, определение динамики загрязнения морской воды и донных отложений. Для выявления возможных объемов сброса в море необходимо проводить расчеты всех загрязняющих веществ в составе материального сброса.
Воздействие загрязнений окружающей среды на здоровье человека
В последние десятилетия проблема профилактики неблагоприятного воздействия факторов окружающей среды на здоровье человека выдвинулась на одно из первых мест среди других общемировых проблем.
Это связано с быстрым нарастанием числа различных по своей природе (физических, химических, биологических, социальных) факторов, сложным спектром и режимом их воздействия, возможностью одновременного (комбинированного, комплексного) действия, а также многообразием патологических состояний, вызываемых этими факторами.
Среди комплекса антропогенных (техногенных) воздействий на окружающую среду и здоровье человека особое место занимают многочисленные химические соединения, широко используемые в промышленности, сельском хозяйстве, энергетике и других сферах производства. В настоящее время известно более 11 млн. химических веществ, а в экономически развитых странах производится и используется свыше 100 тысяч химических соединений, многие из которых реально воздействуют на человека и окружающую среду.
Воздействие химических соединений способно вызывать практически все патологические процессы и состояния, известные в общей патологии. Причем по мере углубления и расширения знаний о механизмах токсического воздействия выявляются все новые виды неблагоприятных эффектов (канцерогенное, мутагенное, иммунотоксическое и другие типы действий).
Существует несколько принципиальных подходов к предупреждению неблагоприятных эффектов действия химических веществ:
- полный запрет производства и применения, запрет поступления в окружающую среду и любого воздействия на человека,
- замена токсичного вещества менее токсичным и опасным,
- ограничение (регламентация) содержания в объектах окружающей среды и уровней воздействия на работающих и население в целом.
В связи с тем, что современная химия стала определяющим фактором в развитии ключевых направлений во всей системе производительных сил, выбор стратегии профилактики является сложной, многокритериальной задачей, решение которой требует анализа как риска развития ближайших и отдаленных неблагоприятных эффектов влияния вещества на организм человека, его потомство, окружающую среду, так и возможных социальных, экономических, медико-биологических последствий запрета производства и применения химического соединения.
Определяющим критерием для выбора стратегии профилактики является критерий предупреждения (недопущения) вредного действия. В нашей стране и за рубежом запрещено производство и использование ряда опасных промышленных канцерогенов и пестицидов.
Загрязнение водных ресурсов. Вода — одна из наиболее важных жизнеобеспечивающих природных сред, образовавшихся в результате эволюции Земли. Она является составной частью биосферы и обладает целым рядом аномальных свойств, влияющих на протекающие в экосистемах физико-химические и биологические процессы. К таким свойствам относятся очень высокие и максимальные среда жидкостей теплоемкость, теплота плавления и теплота испарения, поверхностное натяжение, растворяющая способность и диэлектрическая проницаемость, прозрачность. Кроме того, для воды характерны повышенная миграционная способность, имеющая важное значение для ее взаимодействия с сопредельными природными средами. Вышеуказанные свойства воды определяют потенциальную возможность накопления в ней очень высоких количеств самых разнообразных загрязняющих веществ, в том числе патогенных микроорганизмов. В связи с непрерывно возрастающим загрязнением поверхностных вод подземные воды становятся практически единственным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения населения. Поэтому их охрана от загрязнения и истощения, рациональное использование имеют стратегическое значение.
Положение усугубляется тем, что пригодные для питья подземные воды залегают в самой верхней, наиболее подверженной загрязнению части артезианских бассейнов и других гидрогеологических структур, а реки и озера составляют всего 0,019 % общего объёма воды. Вода же хорошего качества требуется не только для питьевых и культурно-бытовых нужд, но и для многих отраслей промышленности. Опасность загрязнения подземных вод заключается в том, что подземная гидросфера (особенно артезианские бассейны) является конечным резервуаром накопления загрязнителей как поверхностного, так и глубинного происхождения. Долговременный, во многих случаях необратимый характер имеет загрязнение бессточных водоемов суши. Особую опасность представляет загрязнения питьевой воды микро-организмами, которые относятся к патогенным и могут вызвать вспышки разнообразных эпидемических заболеваний среди населения и животных.
Наиболее важными антропогенными процессами загрязнения воды являются стоки с промышленно-урбанизированных и сельскохозяйственных территорий, выпадение с атмосферными осадками продуктов антропогенной деятельности. Эта процессы загрязняют не только поверхностные воды, но и подземную гидросферу, Мировой океан. Па континентах наибольшему воздействию подвергаются верхние водоносные горизонты (грунтовые и напорные), которые используются для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Аварии нефтеналивных танкеров, нефтепроводов могут быть существенным фактором резкого ухудшения экологической обстановки на морских побережьях и акваториях, во внутриконтинентальных водных системах. Отмечается тенденция увеличения этих аварий в последнее десятилетие. Па территории Российской Федерации проблема загрязнения поверхностных и подземных вод соединениями азота становится все более актуальной. Эколого-геохимическое картирование центральных областей Европейской России показало, что поверхностные и грунтовые воды этой территории во многих случаях характеризуются высокими концентрациями нитратов и нитритов. Режимные же наблюдения свидетельствуют об увеличении этих концентраций во времени.
Сходная ситуация складывается с загрязнением подземных вод органическими веществами. Это связано с тем, что подземная гидросфера не способна к окислению большой массы поступающей в нее органики. Следствием этого является то, что загрязнение гидрогеохимических систем постепенно становится необратимым.
Загрязнение литосферы. Как известно, суша в настоящее время составляет 1/6 планеты ту часть планеты, на которой и обитает человек. Именно поэтому очень важна охрана литосферы. Охрана почв от человека является одной из важнейших задач человека, так как любые вредные соединения, находящиеся в почве, рано или поздно попадают в организм человека. Во-первых, происходит постоянное вымывание загрязнений в открытые водоемы и грунтовые воды, которые могут использоваться человеком для питья и других нужд. Во-вторых, эти загрязнения из почвенной влаги, грунтовых вод и открытых водоемов попадают в организмы животных и растений, употребляющих эту воду, а затем по пищевым цепочкам опять-таки попадают в организм человека. В-третьих, многие вредные для человеческого организма соединения имеют способность аккумулироваться в тканях, и, прежде всего, в костях. По оценкам исследователей, в биосферу поступает ежегодно около 20-30 млрд. т. твердых отходов, из них 50-60 % органических соединений, а в виде кислотных агентов газового или аэрозольного характера — около 1 млрд. т. И все это меньше чем на 6 млрд. человек! Различные почвенные загрязнения, большинство из которых антропогенного характера, можно разделить по источнику поступления этих загрязнений в почву.
Атмосферные осадки: многие химические соединения (газы — оксиды серы и азота), попадающие в атмосферу в результате работы предприятии, затем растворяются в капельках атмосферной влаги и с осадками попадают в почву. Пыль и аэрозоли: твердые и жидкие соединения при сухой погоде обычно оседают непосредственно в виде пыли и аэрозолей. При непосредственном поглощении почвой газообразных соединений. В сухую погоду газы могут непосредственно поглощаться почвой, особенно влажной. С растительным опадом: различные вредные соединения, в любом агрегатном состоянии, поглощаются листьями через устьица или оседают на поверхности. Затем, когда листья опадают, все эти соединения поступают в почву. Загрязнения почвы трудно классифицируются, в разных источниках их деление дается по-разному. Если обобщить и выделись главное, то наблюдается следующая картина загрязнения почвы: мусором, выбросами, отвалами, отстойными породами; тяжелыми металлами; пестицидами; микотоксинами; радиоактивными веществами.
Таким образом, мы видим, что защита природной окружающей среды на сегодняшний день является одной из самых острых и наболевших. Решение этой проблемы нельзя больше откладывать, нужно срочно применять меры по ее устранению.
Вам может быть интересно:
