Что такое техногенное загрязнение. Антропогенно-техногенное загрязнение окружающей среды

Тема 3.

Загрязнение – есть неблагоприятное изменение окружающей среды, которое целиком или частично является результатом человеческой деятельности, прямо или косвенно меняет распределение приходящей энергии, уровни радиации, физико-химические свойства окружающей среды и условия существования живых существ. Эти изменения могут влиять на человека прямо или через сельскохозяйственную продукцию, через воду или другие биологические продукты (вещества) (по Ф. Рамаду, 1981 г.).

Вещества, ухудшающие качество окружающей среды, являются загрязнителями. Эти вещества могут быть как природного происхождения (например, вулканические выбросы), так и антропогенного характера. К последним относятся практически все виды деятельности человека – от бытовой до производственной. Все современные промышленные предприятия имеют побочные продукты и отходы производства, которые и являются материальными загрязнителями среды, если они выделяются в воздух, воду или почву. Именно они и являются основными источниками загрязнения среды различными вредными соединениями. Преобразованное в результате технологических процессов природное сырье приобретает новые свойства и становится необходимым человеку продуктом. Побочные продукты и отходы также имеют свойства, а часто и строение, отличающееся от природных соединений, и в большинстве случаев в природе не встречающееся, т.е. чуждое природе, поэтому вещества, загрязняющие среду, называют ксенобиотиками (от греч. хenos – чужой).

Негативное влияние технического прогресса и развития цивилизации мы уточним на представленной схеме 1:

Как видно из схемы проблемы окружающей среды порождены целым рядом причин. Они взаимосвязаны и, свою очередь, являются следствием всего исторического развития человеческого общества. Достижения науки и технический прогресс направлены на повышение комфортности жизни людей, улучшению качества жизни, на развитие человеческого общества, Это привело к созданию новых средств производства, предметов потребления, источников информации. Но концентрация производства, в аграрной сфере в том числе, или одним словом индустриализация , быстрый рост потребления (даже сверх меры), ускоренная урбанизация и рост народонаселения привели к появлению или лучше проявлению многих нежелательным последствиям, проявившимся в отрицательных воздействиях на окружающую среду. Их много Вы их знаете, эти факторы вызывают изменения во всех составляющих биосферы: в атмосфере парниковые газы и повышение кислотности среды, распространение вредных и токсичных веществ в окружающей среде; в гидросфере – загрязнение поверхностных и подземных вод, морей и океанов, нехватку воды и распространение засухи или наоборот наводнения. В почве – эрозию, снижение урожайности, сокращение площадей пашни В общем в глобальном масштабе – рост потребления энергии; радиоактивное загрязнение окружающей среды, уничтожение целых экосистем, в биоценозах – вымирание видов, нарушение экологического равновесия и конечным итогом является состояние здоровья и выживание человечества. На мой взгляд эта схема должна быть представлена в виде некоего цикла, возможно не вполне замкнутого, потому что в этих схемах имеет место взаимное влияние человека и всех последствии на человека. В результате человечество вынуждено искать пути к устойчивому развитию общества в гармонии с природой.

Второй вопрос темы – критерии оценки окружающей среды. На схеме 2 представлены человек и окружающая его среда и влияние среды на человека.

Элементы окружающей человека среды в соответствии с его биологической и социальной сущностями можно подразделить на природные (основные источники жизни – пища, вода, воздух и т.д.), искусственные , т.е. созданные человеком (дома, предметы быта и орудия труда, произведения искусства и т.д.) и социальные (люди и их группы, общество). В среде проживания обычно проживают социальные элементы (члены семьи, сограждане) и искусственные, которые во многом влияют и на качество природных элементов среды (воды, воздуха). Эту среду человек стремится существенным образом изменять, создавая благоприятные условия или при других стремлениях создавать асоциальные условия (алкоголизм, наркомания). Для нашей дисциплины важно охарактеризовать рабочую среду , в которой, в зависимости от профессии индивида отдельные элементы могут быть представлены весьма различно. Например, на промышленных предприятиях преобладает влияние искусственных элементов (технологическое оборудование, здания, сооружения), в сельском хозяйстве напротив преобладают природные с элементами искусственных. В рекреационной среде часто преобладают природные элементы, однако в современных условиях важное место отводится искусственным сооружениям (бассейны, закрытые спортивные сооружения, культурные учереждения и т.д.). Первые конечно предпочтительные, но должна быть культура отдыха для сохранения экологического равновесия в природной среде. Деление среды на виды и элементы функционально и условно, т.к. среда действует на человека во всей своей целостности. На семе представлены состав окружающей человека среды и ее влияние на организм человека и личность. Цветом обозначено: зеленый природа (наибольшее ее влияние – рекреационной среде); синий – искусственная среда (наибольшее влияние – в рабочей среде и среде проживания); красный – другие люди, общество (наибольшее влияние – в рабочей среде и среде проживания). В качестве критериев изменения материального состава окружающей среды используются определенные параметры:

объем производства загрязняющих веществ;

области применения вредных для окружающей среды продуктов; распространение их в окружающей среде;

устойчивость продуктов производства и способность их к разложению; превращения вредных веществ;

их эксико-токсикологические свойства.

Учет и знание объема производства загрязняющих веществ, а также области применения вредных для окружающей среды продуктов (первый и второй критерии) позволяют оценить возможные изменения качества окружающей среды. При этом, важное значение имеет характер применения загрязняющих веществ. Он может быть закрытым, т.е. контролируемым – когда имеются возможности повторного использования или уничтожения данного химического продукта. Открытый характер применения свидетельствует о возможности его свободного распространения в окружающей среде. Термин «распространение в окружающей среде» применяется в основном в естественных природных процессах и определяется физико-химическими свойствами продуктов; физическими процессами, связанными с их переносом; биологическими процессами, принимающими участие в глобальных процессах круговорота веществ; циклическими процессами в отдельных экосистемах. При неконтролируемом характере распространения наблюдается выход вредных веществ за пределы региона применения. Важными стадиями подвижности и распространения продуктов производства в окружающей среде является их перенос различными природными средами (вода, почва, воздух), накопление их в организмах и растениях, перенос их различными формами жизни. Современные сложные математические модели, учитывающие молекулярную массу химических веществ, давление образующегося пара и растворимость в воде позволяют с приемлемой точностью заблаговременно рассчитать концентрацию вредных веществ в контролируемом регионе.

Тенденцию вещества выйти из той фазы, в которой оно находится, называют фугитивностью (летучестью), измеряемой в единицах давления (Па). Процесс фугитивности (улетучивания) осуществляется в результате диффузии.

Диффузия – физический процесс, в ходе которого молекулы, атомы или ионы в результате теплового движения перемещаются из области большей концентрации в область низкой концентрации (пример, выделение аминокислот в градиенте плотности). В пористом объеме почвы диффузия идет медленнее, чем в воздушной и водной средах, и поэтому происходит накопление вредных веществ в почве, адсорбция почвенными комочками загрязнителей

Конвекция – принудительное перемещение растворенных веществ потоком воды, рассчитывается как произведение объемного потока воды (скорости фильтрации) и концентрации растворенных веществ. Конвекция в атмосфере – это перемещение воздушных масс в зависимости от их температуры.

Дисперсия – перераспределение (перемешивание) растворенных веществ в движущейся по порам почвы воде, вызываемое неоднородностью скоростей потоков, в каждом отдельно взятом объеме воды в поре.

Адсорбция – связывание молекул или атомов жидкой или газообразной фазы на поверхности твердых тел.

Разложение – абиотические и биотические реакции.

Пример дисперсии представлен на схеме 4. Схема демонстрирует влияние скорости течения воды на деградационные изменения почвы или эрозию почв. причиной Скорость течения воды в русле потока составляет примерно 2–4 м/с. При стоке по земляному откосу такого же склона она составит уже 0,1–0,15 м/с, а при стоке внутри почвы – только 0,01–0,001 м/с. Такой подпочвенный сток происходит в лесу или на озелененном (кустарником, дерном) склоне. Таким образом причиной эрозии почв являются дисперсия и наличие зеленых насаждений и образования дерна на их поверхности. Таким образом, распространение загрязнений в окружающей среде определяется физическими, химическими и биологическими свойствами как самой среды, так и свойствами загрязнений.

Устойчивость продуктов производства и способность их к разложению; превращения вредных веществ; их эксико-токсикологические свойства оцениваются санитарно-гигиеническими показателями . Преобразование загрязняющих веществ в природной среде происходит в результате биоаккумуляции – накопление в организме вредных веществ; биодеградации – расщепления при участии биологических агентов; биотрансформации- преобразование веществ в организме химического преобразования – химические реакции в воздушной, водной и почвенной среде с образованием новых веществ. В результате этих реакций образуются ксенобиотики – чужеродные для природы соединения. Можно смело утверждать, что биосфера – мощнейший биохимкомбинат . Пример биоаккумуляции – землеройка, живущая у дороги с интенсивностью 10 тыс автомобилей в сутки содержит свинца в 2,5 раза выше, чем землеройка, поселившаяся у дороги с интенсивностью движения 1 тыс. автомашин. В процессе эволюции организм выработал свой набор защитных средств против чужеродных организму веществ, свои методы их обезвреживания. В рабочей среде применяются искусственные способы и технологические схемы для обезвреживания, очистки, обеззараживания производственных выбросов. Вредные вещества практически редко присутствуют в биосфере в единственном числе, поэтому вводится понятие суммирующего эффекта. Организм на суммированное воздействие загрязняющих веществ отвечает различными реакциями.

Выделяют усиление эффекта (синергизм) – превышение реакции в смеси, вызванной действием каждого из веществ в отдельности.

Ослабление эффекта (антагонизм ) – меньше эффекта любого вещества в смеси.

Независимое действие – соответствует действию каждого вещества в смеси. Рассмотрим также схему 5 влияния на организм человека шумового загрязнения.

В заключении дадим формулировку термина качество окружающей среды это такое состояние ее систем рекреационной, рабочей, среды проживания, при которой постоянно обеспечиваются обменные процессы энергии и веществ между природой и человеком на уровне, обеспечивающем воспроизводство жизни на Земле. Следующий вопрос загрязнения и их классификация. Из вышесказанного мы можем сделать заключение о том, что наиболее распространенным отрицательным воздейтвием на окружающую среду является её загрязнение. Дадим определение термину загрязнение. Наиболее полное определение этого термина дано ученым-экологом Ф. Рамадом в 1981 г. Загрязнение – есть неблагоприятное изменение окружающей среды, которое целиком или частично является результатом человеческой деятельности, прямо или косвенно меняет распределение приходящей энергии, уровни радиации, физико-химические свойства окружающей среды и условия существования живых существ. Эти изменения могут влиять на человека прямо или через сельскохозяйственную продукцию, через воду или другие биологические продукты (вещества). Загрязнения классифицируются по характеру воздействия на среду обитания (по Г.В. Стадницкому и А.И. Романову, 1988 г.):

1) ингредиентные (химические), представляющие собой совокупность веществ, чуждых естественным биогеоценозам (бытовые стоки, ядохимикаты, продукты сгорания);

2) параметрические (физические), связанные с изменением качественных параметров среды (тепловое, шумовое, радиационное, электромагнитное);

3) биологические (биоценотические), заключающиеся в воздействии на состав и структуру популяции и отдельных ее представителей – биологических агентов (перепромысел, направленная интродукция и акклиматизация видов и др.);

4) стациально-деструкционные (ландшафтные), связанные с нарушением и преобразованием ландшафтов и экосистем в процессе природопользования (зарегулирование водотоков, урбанизация, вырубка лесных насаждений). Некоторые авторы (Е.И. Тупикин, 2001) добавляют механические загрязнения – пыль, фосфаты, свинец, ртуть, занимающие пространство, верхние слои литосферы при поверхностной добыче сырья (щебень, песок).

В 60-е годы ХХ века садили лесополосы, кто бывал на юге видел их вдоль дорог, в основном садили дикие абрикосы – жерделу для охраны почв степей от ветровой эрозии. Особенно возросли темпы роста ингридиентных и параметрических загрязнений не только в качественном, но и в количественном отношении. Схема поступления загрязняющих веществ в организм человека и участвующие в этом процессе элементы окружающей человека среды:

Антропогенное воздействие на атмосферу может быть прямое и косвенное , т.е. воздействие деятельности человека на окружающую среду, отражающееся на ее ресурсах и вызывающее изменения биосферы. Рассмотрим типы антропогенного воздействия. Атмосфера загрязняется прежде всего в результате сжигания ископаемого топлива – углей, нефти, природного газа, а также сжигания древесины. Загрязнения поступают в атмосферу в виде твердых частиц (пепел, сажа) и в газообразном виде (SО 2 ; NО х, СО – окись углерода, и в меньшем количестве – другие вещества). Крупный загрязнитель атмосферы – химическое производство (кроме SО 2 ; NО х в зависимости от характера производства в атмосферу попадают частички металла, органических веществ и т.д.). Но самый большой «вклад» в загрязнение атмосферы городов вносит автомобильный транспорт . Прежде всего это касается выхлопных газов двигателей, которые не только содержат СО, альдегиды и другие углеводороды, но и способствуют (особенно в солнечную жаркую погоду) образованию т.н. химического смога с повышенным содержанием озона. Атмосферные загрязнения действуют на организм человека, прежде всего через дыхательную систему. На схеме представлены виды пыли, и пути ее проникновения в организм человека.
Конечно, твердые частички вредных веществ отчасти задерживаются эпителием слизистой оболочки дыхательных путей(в носоглотке в бронхах), и чем больше по размеру вдыхаемые частицы, тем скорее они задерживаются в верхних отделах дыхательных путей, а частицы, осевшие в носоглотке и гортани, могут устраняться откашливанием. Частицы же меньше 5 мкм попадают в легкие, и чем частицы меньше – тем глубже. Твердые загрязнения, находящиеся в воздухе (пыль), попадая в организм, вызывают ряд серьезных осложнений и наносят вред здоровью человека. Их влияние различно в зависимости от величины пылевых частиц, их характера и химического состава. Самой опасной является токсичная (ядовитая) пыль. Она образуется, к примеру, при обработке меди, цинка и других металлов. Действуя как яд, она образует у вдыхавшего, временное или хроническое отравление. Поэтому очень важно при работе на таких производствах соблюдать правила безопасности и гигиенические предписания. Изменения в организме вызывает и инертная в химическом отношении (инертные частицы) пыль. Легкие людей, живущих длительное время в запыленной среде, покрываются серым налетом, утрачивают эластичность, дыхание становится затрудненным. «Запыленность» легких часто наблюдается у шахтеров, особенно при несоблюдении ими гигиенических предписаний. Пыль, частицы которой имеют острую форму, особенно кремневая (кварцевая) пыль, разрушают легочную ткань, вызывает силикоз. Этим заболеванием страдают люди, работающие в шахтах, каменоломнях, а также лаборанты, стоматологи, стеклодувы. Особой пылью является пыльца и другие химически активные компоненты живой природы (различные микроорганизмы), а также некоторые химические вещества (например. моющие средства). Они вызывают аллергию. Наиболее частым проявлением этой болезни является насморк, приступы кашля (астматического характера), различные кожные высыпания. Раздражение дыхательных путей пылью вызывает воспаление бронхов, которое обостряется курением. Газообразные вредные вещества, проникая в дыхательную систему, также вызывают болезненные реакции организма. Очень высокое (400 – 500 мг/м 3) содержание SО 2 в воздухе, например, при аварийных ситуациях, может привести к резкому сужению дыхательных путей, и человек задохнется. Уже при содержании 1,5 мг/м 3 SО 2 появляется ощущение легкого удушья, а более высокое его содержание раздражает слизистую оболочку и вызывает воспаление дыхательных путей. Оксид серы попадает в кровь

Биологические загрязнения делятся на две группы:

─ биотическое загрязнение, связанное с биологическими факторами (распространение сорной растительности, налет саранчи и т.д.);

─ микробиологическое, связанное с распространением болезнетворных микроорганизмов и вирусов (эпидемии гриппа, СПИД), а также выбросов в окружающую среду микроорганизмов-продуцентов в результате работы биотехнологических предприятий (клеток дрожжей рода Саndida при производстве кормовых дрожжей, спор плесневых грибов при производстве ферментов, антибиотиков, различных бактерий при генноинженерных манипуляциях и действиях вооруженных сил).

По агрегатному состоянию загрязнители делят на газообразные (сернистый ангидрид, углекислый и угарный газы, нитрозные газы, сероводород и т.д.), жидкие (сточные воды промышленных предприятий и бытовые стоки, содержащие в растворенном состоянии практически все элементы таблицы Д.И. Менделеева, в различных, иногда очень опасных, соединениях, а также различные микроорганизмы) и твердые (отходы пустой породы после производства фосфорных удобрений, калийной соли, каменного угля и т.д.).

По масштабам и распространению загрязнения делятся на локальные (местные – города и промышленные районы), региональные и глобальные, или трансграничные (за счет переноса воздушными массами).

Важнейшим параметром, определяющим масштабы распространения загрязнителя в атмосфере, является время его жизни в ней. Выбросы с большим временем жизни в атмосфере (годы, месяцы) способны распространяться в окружающей среде в глобальном масштабе независимо от места их выброса – это углекислый газ, фреоны, радионуклиды с периодом полураспада от месяца и больше. Таким образом, наличие таких выбросов от промышленного предприятия приводит к загрязнению атмосферы в глобальном масштабе и является проблемой многих стран.

Выбросы оксидов серы, азота, пестицидов, тяжелых металлов с ограниченным (обычно несколько суток) временем жизни в атмосфере приводят к загрязнению в региональном масштабе. За пределами региона концентрация загрязнений быстро падает, однако в следовых количествах может наблюдаться повсеместно.

Загрязнения в локальном масштабе возникают в результате выбросов вредных веществ с малым временем жизни (грубодисперсные аэрозоли, сероводород и другие вещества, а также оксиды серы и азота, если они выбрасываются из низких источников).

В зависимости от периодичности различают постоянные (непрерывные) и периодические (залповые), в том числе аварийные, выбросы. Наибольший вклад в загрязнение атмосферы вносят автотранспорт, энергетика, химическая и строительная промышленности. Количество загрязняющих веществ в мире огромно, и число их растет вслед за развитием новых технологических процессов. Однако, есть приоритетные (если можно употребить такое выражение в данном случае) загрязняющие вещества как в локальном, так и в глобальном масштабе:

─ зола, пыли, аэрозоли;

─ диоксид серы (особенность его распространения и вредного воздействия заключается в вымывании его из атмосферы и попадании образующейся серной кислоты и сульфатов на растительность, почву, водоемы в виде кислотных дождей);

─ сероводород;

─ тяжелые металлы: в первую очередь хлориды свинца, кадмия, ртути (с учетом цепочек ее миграции и превращения в высокотоксичную метилртуть), оксид цинка;

─ некоторые канцерогенные вещества, в частности бенз(а)пирен;

─ нефть и нефтепродукты (особенно в морях и океанах);

─ хлорорганические пестициды (применяемые в агроценозах);

─ силикаты (строительные материалы);

─ оксид углерода и оксид азота (в городах, в результате транспортных выбросов);

─ радионуклиды и другие радиоактивные вещества (в результате бомбардировки Хиросимы и Нагасаки, испытательных взрывов атомных бомб и катастрофы на ЧАЭС);

─ диоксины (опасные загрязняющие вещества из класса хлоруглеводородов, возникающие в результате применения различных хлорсодержащих соединений).

В общем объеме выбросов вредных веществ главными загрязнителями – поллютантами в атмосферном воздухе являются твердые частицы (98% выбросов), диоксид серы и оксид углерода.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Заключение

Введение

Техногенное загрязнение земель в общем понятии - привнесение в почву веществ, или возникновение в них новых как правило, не характерных для них компонентов. Такие вещества - соли, нефть и нефтепродукты, некоторые минеральные удобрения, тяжелые металлы, пестициды, радионуклиды. Оказывающие вредное воздействие на человека. В результате загрязнения изменяется химический состав почвы, снижается ее качество, а сама почва может стать губительной средой для существования в ней и находящихся с ней в контакте организмов. Загрязнение почв затрагивает и другие природные объекты, может приводить к деградации почв.

В нормальных естественных условиях все процессы, происходящие в почве, находятся в равновесии. В почве постоянно идут процессы самоочищения, когда населяющие почву организмы стремятся переработать попадающие в нее загрязнители. В 1 см 3 здоровой почвы содержатся миллионы микроорганизмов, но способность ее к самоочищению не безгранична и при интенсивном загрязнении может быть утрачена .

Процесс загрязнения земель может быть естественным, природным (например, загрязнение почв и горных пород вредными токсичными компонентами при извержении вулкана) или искусственным (техногенным, антропогенным). Наибольшие экологические проблемы связаны именно с техногенными загрязнениями .

Цель работы: изучить источники техногенного загрязнения земель, а также выявить экологические проблемы, которые связаны с таким видом загрязнения.

Задачами курсовой являются:

а) ознакомится с источниками загрязнения земель;

б) определить какие загрязняющие вещества поступают в почву вследствие деятельности человека;

в) экологические проблемы почвы.

Данная тема актуальна, так как загрязнение почвы обусловлена тем, что почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере. Важнейшее значение почв состоит в аккумулировании органического вещества, различных химических элементов, а также энергии. Почвенный покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений, а также почве отведена важнейшая роль в жизни общества, так как она представляет собой источник продовольствия, обеспечивающий 95-97 % продовольственных ресурсов для населения планеты. Если это звено биосферы будет разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится.

1. Источники техногенного загрязнения земель

Основные загрязнения почвы начались в 20 веке с бурным развитием промышленного комплекса.

Под загрязнением почв понимают внесение в грунт нетипичных для него компонентов - так называемых «загрязнителей». Они могут пребывать в любом агрегатном состоянии - жидком, твердом, газообразном или комплексном.

Все почвенные загрязнители можно поделить на 3 группы:

а) органические (пестициды, инсектициды, гербициды, ароматические углеводороды, хлорсодержащие вещества, фенолы, органические кислоты, нефтепродукты, бензин, лаки и краски);

б) неорганические (тяжелые металлы, асбест, цианиды, щелочи, неорганические кислоты и прочие);

в) радиоактивные.

Таким образом, основные загрязнения почвы осуществляются именно при помощи этих и некоторых других загрязнителей. Повышенное содержание данных веществ в земле может привести к негативным и необратимым последствиям.

Источники загрязнения можно разделить на искусственные и естественные (рисунок 1).

Рисунок 1 - Схема загрязнения и изъятия земли

Загрязнения почвы трудно классифицируются, в разных источниках их деление даётся по-разному. Если обобщить и выделить главное, то главными источниками техногенного загрязнения земель, являются:

Мусором, выбросами, отвалами, отстойными породами. От жилых домов и бытовых предприятий в последние годы в почву все больше попадает бытового мусора, фекалий, пищевых отходов; при реконструкции - строительного мусора. В эту группу входят различные по характеру загрязнения смешанного характера, включающие как твёрдые, так и жидкие вещества, не слишком вредные для организма человека, но засоряющие поверхность почвы, затрудняющие рост растений на этой площади.

Тяжёлыми металлами. Данный вид загрязнений уже представляет значительную опасность для человека и других живых организмов, так как тяжёлые металлы нередко обладают высокой токсичностью и способностью к кумуляции в организме. Наиболее распространённое автомобильное топливо - бензин - содержит очень ядовитое соединение - тетраэтилсвинец, содержащее тяжёлый металл свинец, который попадает в почву. Из других тяжёлых металлов, соединения которых загрязняют почву, можно назвать Cd (кадмий), Cu (медь), Cr (хром), Ni (никель), Co (кобальт), Hg (ртуть), As (мышьяк), Mn (марганец).

Сельское хозяйство. Удобрения, ядохимикаты, применяемые в сельском и лесном хозяйстве для защиты растений от вредителей, болезней и сорняков. Загрязнение почв и нарушение нормального круговорота веществ происходит в результате недозированного применения минеральных удобрений и пестицидов.

Пестициды - это химические вещества в настоящее время широко используются в качестве средств борьбы с вредителями культурных растений и поэтому могут находиться в почве в значительных количествах. По своей опасности для животных и человека они приближаются к предыдущей группе.

Именно по этой причине был запрещён для использования препарат ДДТ (дихлор-дифенил-трихлорметилметан), который является не только высокотоксичным соединением, но, также, он обладает значительной химической стойкостью, не разлагаясь в течение десятков лет. Следы ДДТ были обнаружены исследователями даже в Антарктиде! Пестициды, с одной стороны, спасают урожай, защищают сады, поля, леса от вредителей и болезней, уничтожают сорную растительность, освобождают человека от кровососущих насекомых и переносчиков опаснейших болезней (малярия, клещевой энцефалит и др.), с другой стороны - разрушают естественные экосистемы, являются причиной гибели многих полезных организмов, отрицательно влияют на здоровье людей. Пестициды обладают рядом свойств, усиливающих их отрицательное влияние на окружающую среду.

Технология применения определяет прямое попадание на объекты окружающей среды, где они передаются по цепям питания, долгое время циркулируют по внешней среде, попадай из почвы в воду, из воды в планктон, затем в организм рыбы и человека или из воздуха и почвы в растения, организм травоядных животных и человека .

Теплоэнергетика. Помимо образования массы шлаков при сжигании каменного угля с теплоэнергетикой связано выделение в атмосферу сажи, несгоревших частиц, оксидов серы, в конце которая оказывается в почве.

Химическая промышленность. Отходы химической промышленности и её продукция (органические химические соединения, продукты неорганической химии, ПАВ и др.) Не следует забывать, что значительный вклад в загрязнение окружающей среды вносят выбросы предприятий этих производств в атмосферу: диоксид серы, оксид углерода, твердые вещества (пыль, зола, сажа, дым, сульфаты, нитраты и др.), оксиды азота, углеводороды и летучие органические соединения.

Транспорт. При работе внутренних двигателей в атмосферу интенсивно выделяются свинец, оксиды азота, углеводороды и другие вещества, которые оседают на поверхности почвы или поглощаются растениями. Каждая машина выбрасывает в окружающую среду в среднем в год 1 килограмм свинца. Свинец выбрасывается через выхлопные газы автомобилей, оседает на растениях, потом проникает в почву, где он может оставаться очень долго, так как плохо растворяется.

Радиоактивное загрязнение почв. Радиоактивное загрязнение - это превышение концентрации радионуклидов в почве над показателями максимально допустимой нормы. Загрязненные территории отличаются значительным превышением доз внутреннего и внешнего облучений. Источниками загрязнения являются две группы: техногенные радионуклиды и природные. Стремительный рост производства и использование удобрений с каждым годом влияет на рост количества радиоактивно загрязненных почв. Многие исследователи утверждают, что поражения радиационными частицами окружающей среды приводят к полной гибели популяций и биогеоценозов. Происходит это из-за высокого уровня загрязнения. Такие зоны фиксируются чаще вблизи мест, где случился выброс радиации и, как следствие, произошло радиационное загрязнение земельного покрова. Территория Чернобыля стала зоной отчуждения после известной аварии. Тогда сотни гектаров земли получили огромную дозу радиации, и, как результат, они были полностью закрыты и не используются в жизнедеятельности человека .

2. Загрязнение земель радионуклидами и тяжелыми металлами

Загрязнение почв по величине зон делится на фоновое, локальное, региональное и глобальное Фоновое загрязнение близкое к его естественного состава. Локальным считается загрязнение почвы вблизи одного или нескольких источников загрязнения. Региональным загрязнения считается при переносе загрязняющих веществ до 40 км от источника загрязнения, а глобальным - при загрязнении почв нескольких регионов.

По степени загрязнения почвы делятся на сильно загрязненные, средне загрязненные, слабо загрязненные.

В сильнозагрязненных почвах количество загрязняющих веществ в несколько раз превышает ПДК. Они имеют ряд биологическую продуктивность и существенные изменения физико-химических, химических и биологических характеристик, в результате чего содержание химических веществ в выращиваемых культурах превышает норму. В средне загрязненных почвах превышение ПДК незначительное, что не приводить к заметным изменениям его свойств.

В слабозагрязненных почвах содержание химических веществ не превышает ПДК, но превышает фон.

Загрязнение земель зависит в основном от класса опасных веществ, которые попадают в почву:

1 класс - высокоопасные вещества;

2 класс - умеренно опасные вещества;

3 класс - малоопасные вещества.

Класс опасности веществ устанавливается по показателям .

Таблица 1 - Показатели и классы опасных веществ

Загрязнение почв радиоактивными веществами обусловлено главным образом испытанием в атмосфере атомного и ядерного оружия, которое не прекращено отдельными государствами и на сегодня. Выпадая с радиоактивными осадками, 90 Sr, 137 Cs и другие нуклиды, поступая в растения, а затем в продукты питания и организм человека, вызывают радиоактивное заражение, обусловленное внутренним облучением .

Радионуклиды - химические элементы, способные к самопроизвольному распаду с образованием новых элементов, а также образованные изотопы любых химических элементов. Химические элементы, способные к самопроизвольному распаду называются радиоактивными. Наиболее употребляемый синоним ионизирующей радиации - радиоактивное излучение.

Радиоактивное излучение - естественный фактор в биосфере для всех живых организмов, да и сами живые организмы обладают определенной радиоактивностью. Среди биосферных объектов почвы обладают наиболее высокой естественной степенью радиоактивности.

Однако, в 20 веке человечество столкнулось с радиоактивностью запредельно превышающей естественную, а следовательно, и биологически аномальную. Первыми пострадавшими от избыточных доз радиации были великие ученые, открывшие радиоактивные элементы (радий, полоний) супруги Мария Склодовская-Кюри и Пьер Кюри. А затем: Хиросима и Нагасаки, испытания атомного и ядерного оружия, многие катастрофы, в том числе Чернобыльская и т.д. Огромные пространства были загрязнены долгоживущими радионуклидами - 137 Cs и 90 Sr. Согласно действующему законодательству, одним из критериев отнесения территорий к зоне радиоактивного загрязнения является превышение плотности загрязнения 137 Cs величины 37 кБк/м 2 . Такое превышение было установлено на 46,5 тыс. км 2 во всех областях Беларуси.

Уровни загрязнения территории 90 Sr выше 5,5 кБк/м 2 (законодательно установленный критерий) были выявлены на площади 21,1 тыс. км 2 в Гомельской и Могилевской областях, что составляло 10 % от территории страны. Загрязнение изотопами 238,239+240 Pu с плотностью более 0,37 кБк/м 2 (законодательно установленный критерий) охватывало около 4,0 тыс. км 2 , или около 2 % территории, в основном в Гомельской области (Брагинский, Наровлянский, Хойникский, Речицкий, Добрушский и Лоевский районы) и Чериковском районе Могилевской области.

Природные процессы распада радионуклидов за 25 лет, прошедших после чернобыльской катастрофы, внесли коррективы в структуру их распределения по регионам Беларуси. За этот период уровни и площади загрязнения сократились. С 1986 по 2010 г. площадь территории, загрязненной 137 Cs с плотностью выше 37 кБк/м 2 (выше 1 Ки/км 2), уменьшилась с 46,5 до 30,1 тыс. км 2 (с 23 % до 14,5 %). По загрязнению 90 Sr с плотностью 5,5 кБк/м 2 (0,15 Ки/км 2) этот показатель снизился - с 21,1 до 11,8 тыс. км 2 (с 10 % до 5,6 %) (Таблица 2).

загрязнение техногенный земля радионуклид

Таблица 2 - Загрязнение территории Республики Беларусь 137Cs в результате катастрофы на Чернобыльской АЭС (на 1.01.2012 г.)

Наиболее значимыми объектами биосферы, определяющими биологические функции всего живого, являются почвы.

Радиоактивность почв обусловлена содержанием в них радионуклидов. Различают естественную и искусственную радиоактивность.

Естественная радиоактивность почв вызывается естественными радиоактивными изотопами, которые всегда в тех или иных количествах присутствуют в почвах и почвообразующих породах.

Естественные радионуклиды подразделяют на 3 группы. Первая группа включает радиоактивные элементы - элементы, все изотопы которых радиоактивны: уран (238 U, 235 U), торий (232 Th), радий (226 Ra) и радон (222 Rn, 220 Rn). Во вторую группу входят изотопы «обычных» элементов, обладающие радиоактивными свойствами: калий (40 К), рубидий (87 Rb), кальций (48 Са), цирконий (96 Zr) и др. Третью группу составляют радиоактивные изотопы, образующиеся в атмосфере под действием космических лучей: тритий (3 Н), бериллий (7 Ве, 10 Ве) и углерод (14 С).

По способу и времени образования радионуклиды подразделяют на: первичные - образовавшиеся одновременно с образованием планеты (40 К, 48 Сa, 238 U); вторичные продукты распада первичных радионуклидов (всего 45 - 232 Th, 235 U, 220 Rn, 222 Rn, 226 Ra и др.); индуцированные - образовавшиеся под действием космических лучей и вторичных нейтронов (14 С, 3 Н, 24 Na). Всего насчитывают более 300 природных радионуклидов . Валовое содержание естественных радиоактивных изотопов в основном зависит от почвообразующих пород. Почвы, сформировавшиеся на продуктах выветривания кислых пород, содержат радиоактивных изотопов 24 больше, чем образовавшиеся на основных и ультраосновных породах; тяжелые почвы содержат их больше, чем легкие.

Естественные радиоактивные элементы распределяются по профилю почв обычно относительно равномерно, но в некоторых случаях они аккумулируются в иллювиальных и глеевых горизонтах. В почвах и породах присутствуют преимущественно в прочносвязанной форме.

Искусственная радиоактивность почв обусловлена поступлением в почву радиоактивных изотопов, образующихся в результате атомных и термоядерных взрывов, в виде отходов атомной промышленности или в результате аварий на атомных предприятиях. Образование изотопов в почвах может происходить вследствие наведенной радиации. Наиболее часто искусственное радиоактивное загрязнение почв вызывают изотопы 235 U, 238 U, 239 Pu, 129 I, 131 I, 144 Ce, 140 Ba, 106 Ru, 90 Sr, 137 Cs и др.

Искусственные радионуклиды закрепляются в основном (до 80-90%) в верхнем слое почвы: на целине - слое 0-10 см, на пашне - в пахотном горизонте. Наибольшей сорбцией обладают почвы с высоким содержанием гумуса, тяжелым гранулометрическим составом, богатые монтмориллонитом и гидрослюдами, с непромывным типом водного режима. В таких почвах радионуклиды способны к миграции в незначительной степени. По степени подвижности в почвах радионуклиды образуют ряд 90 Sr > 106 Ru > 137 Ce > 129 J > 239 Pu. Скорость естественного самоочищения почв от радиоизотопов зависит от скоростей их радиоактивного распада, вертикальной и горизонтальной миграции. Период полураспада радиоактивного изотопа - время, необходимое для распада половины количества его атомов.

Таблица 3 - Характеристика радиоактивных веществ

Радиоактивность в живых организмах обладает накопительным эффектом. Для человека величина ЛД 50 (летальная доза, облучение в которой вызывает 50 % гибель биообъектов) составляет 2,5-3,5 Гр.

Доза 0,25 Гр считается условно нормальной для внешнего облучения. 0,75 Гр облучение всего тела человека или 2,5 Гр облучение щитовидной железы от радиоактивного йода 131 I требуют мер по радиационной защите населения.

Особенность радиоактивного загрязнения почвенного покрова заключается в том, что количество радиоактивных примесей чрезвычайно мало, и они не вызывают изменений основных свойств почвы - рН, соотношения элементов минерального питания, уровня плодородия.

Поэтому, в первую очередь, следует лимитировать (нормировать) концентрации радиоактивных веществ, поступающих из почвы в продукцию растениеводства. Поскольку в основном радионуклиды являются тяжелыми металлами, то основные проблемы и пути нормирования, санации и охраны почв от загрязнения радионуклидами и тяжелыми металлами в большей степени сходны и зачастую могут рассматриваться вместе.

Таким образом, радиоактивность почв обусловлена содержанием в них радионуклидов. Естественная радиоактивность почв вызвана естественными радиоактивными изотопами, которые всегда в тех или иных количествах присутствуют в почвах и почвообразующих породах. Искусственная радиоактивность почв обусловлена поступлением в почву радиоактивных изотопов, образующихся в результате атомных и термоядерных взрывов, в виде отходов атомной промышленности или в результате аварий на атомных предприятиях.

Наиболее часто искусственное радиоактивное загрязнение почв вызывают изотопы 235 U, 238 U, 239 Pu, 129 I, 131 I, 144 Ce, 140 Ba, 106 Ru, 90 Sr, 137 Cs и т. д. Интенсивность радиоактивного загрязнения на конкретной территории определяется двумя факторами:

а) концентрацией радиоактивных элементов и изотопов в почвах;

б) природой самих элементов и изотопов, которая в первую очередь детерминируется периодом полураспада.

В экологическом отношении наибольшую опасность представляют 90 Sr и 137 Cs. Они прочно закрепляются в почвах, характеризуются длительным периодом полураспада (90 Sr - 28 лет и 137 Cs - 33 года) и легко включаются в биологический круговорот как элементы, близкие к Ca и K. Накапливаясь в организме они являются постоянными источниками внутреннего облучения.

В соответствии с ГОСТом токсические химические элементы разделены по классам гигиенической опасности. По почвам они таковы:

а) I класс: мышьяк (As), бериллий (Be), ртуть (Hg), селен (Sn), кадмий (Cd), свинец (Pb), цинк (Zn), фтор (F);

б) II класс: хром (Cr), кобальт (Co), бор (B), молибден (Mn), никель (Ni), медь (Cu), сурьма (Sb);

в) III класс: барий (Ba), ванадий (V), вольфрам (W), марганец (Mn), стронций (Sr).

Тяжелые металлы уже сейчас занимают второе место по степени опасности, уступая пестицидам и значительно опережая такие широко известные загрязнители, как двуокись углерода и серы. В перспективе они могут стать более опасными, чем отходы атомных электростанций и твердые отходы. Загрязнение тяжёлыми металлами связано с их широким использованием в промышленном производстве. В связи с несовершенными системами очистки тяжёлые металлы попадают в окружающую среду, в том числе и в почву, загрязняя и отравляя ее. Тяжёлые металлы относятся к особым загрязняющим веществам, наблюдения за которыми обязательны во всех средах.

Почва является основной средой, в которую попадают тяжёлые металлы, в том числе из атмосферы и водной среды. Она же служит источником вторичного загрязнения приземного воздуха и вод, попадающих из нее в Мировой океан. Из почвы тяжёлые металлы усваиваются растениями, которые затем попадают в пищу.

Термин «тяжелые металлы», характеризующий широкую группу загрязняющих веществ, получил в последнее время значительное распространение. В различных научных и прикладных работах авторы по-разному трактуют значение этого понятия. В связи с этим количество элементов, относимых к группе тяжелых металлов, изменяется в широких пределах. В качестве критериев принадлежности используются многочисленные характеристики: атомная масса, плотность, токсичность, распространенность в природной среде, степень вовлеченности в природные и техногенные циклы.

В работах, посвященных проблемам загрязнения почвы и экологического мониторинга, на сегодняшний день к тяжелым металлам относят более 40 элементов периодической системы Д.И. Менделеева с атомной массой свыше 40 атомных единиц: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi и др. По классификации Н. Реймерса, тяжелыми следует считать металлы с плотностью более 8 г/см 3 . При этом немаловажную роль в категорировании тяжелых металлов играют следующие условия: их высокая токсичность для живых организмов в относительно низких концентрациях, а также способность к биоаккумуляции и биомагнификации. Практически все металлы, попадающие под это определение (за исключением свинца, ртути, кадмия и висмута, биологическая роль которых на настоящий момент не ясна), активно участвуют в биологических процессах, входят в состав многих ферментов.

На поверхность почвы тяжелыми металлами поступают в различных формах. Это оксиды и различные соли металлов, как растворимые, так и практически нерастворимые в воде (сульфиды, сульфаты, арсениты и др.). В составе выбросов предприятий по переработке руды и предприятий цветной металлургии - основного источника загрязнения окружающей среды тяжёлые металлы - основная масса металлов (70-90 %) находится в форме оксидов. Попадая на поверхность почв, они могут либо накапливаться, либо рассеиваться в зависимости от характера геохимических барьеров, свойственных данной территории . Распределение тяжёлых металлов в различных объектах биосферы и источники поступления их в окружающую среду (таблица 4).

Таблица 4 - Источники поступления тяжелых металлов в окружающую cреду

Самыми мощными поставщиками отходов, обогащенных металлами, являются предприятия по выплавке цветных металлов (алюминиевые, глиноземные, медно-цинковые, свинцово-плавильные, никелевые, титаномагниевые, ртутные), а также по переработке цветных металлов (радиотехнические, электротехнические, приборостроительные, гальванические и пр.). В пыли металлургических производств, заводов по переработке руд концентрация Pb, Zn, Bi, Sn может быть повышена по сравнению с литосферой на несколько порядков (до 10-12), концентрация Cd, V, Sb - в десятки тысяч раз, Cd, Mo, Pb, Sn, Zn, Bi, Ag - в сотни раз. Отходы предприятий цветной металлургии, заводов лакокрасочной промышленности и железобетонных конструкций обогащены ртутью. В пыли машиностроительных заводов повышена концентрация W, Cd, Pb (Таблица 5).

Таблица 5 - Основные техногенные источники тяжелых металлов

Под влиянием обогащенных металлами выбросов формируются ареалы загрязнения ландшафта преимущественно на региональном и локальном уровнях. С выхлопными газами автомобилей в окружающую среду выбрасывается значительное количество Pb, которое превышает его поступление с отходами металлургических предприятий.

Почвы мира часто обогащены не только тяжелыми, но и другими веществами природного и антропогенного генезиса. Выявление «насыщение» почв металлами и элементами Э.А. Новиков объяснил следствием взаимодействия человека и природы (таблица 6).

Основным элементом-загрязнителем пригородных почв Беларуси является свинец. Повышенное его содержание наблюдается в пригородных зонах Минска, Гомеля, Могилева. Загрязнение почв свинцом на уровне ПДК (32 мг/кг) и выше отмечено локально, небольшими участками, по направлению господствующих ветров.

Таблица 6 - Сочетание взаимодействия человека и природы

Как видно из таблицы, большинство металлов, в том числе и тяжелые, человек рассеивает. Закономерности распределения рассеянных человеком элементов в педосфере представляют важное и самостоятельное направление в исследовании почв. А.П Виноградов, Р. Митчелла, Д. Свайна, Х. Боуэна, Р. Брукса, В.В Добровольского. Результатом их исследований явилось выявление средних значений концентраций элементов в почвах отдельных континентов стран, регионов и в целом по миру (таблица 7).

На отдельных полях Минской овощной фабрики, где на протяжении ряда лет применялись в качестве удобрений твердые бытовые отходы, содержание свинца достигает 40-57 мг/кг почвы. На этих же полях содержание подвижных форм цинка и меди в почве составляет соответственно 65 и 15 мг/кг при предельном уровне для цинка 23 мг/кг и меди 5 мг/кг.

Вдоль автомагистралей почва сильно загрязнена свинцом и в меньшей степени кадмием. Загрязнение почв придорожных полос автомобильных дорог межгосударственного (Брест - Москва, Санкт-Петербург - Одесса), республиканского (Минск - Слуцк, Минск - Логойск) и местного (Заславль - Дзержинск, Жабинка - Б. Мотыкалы) значения наблюдается на расстоянии до 25-50 м от полотна дороги в зависимости от рельефа местности и наличия лесозащитных полос. Максимальное содержание свинца в почве отмечено на расстоянии 5-10 м от автотрассы. Оно выше фонового значения в среднем в 2-2,3 раза, но несколько ниже или близко к ПДК. Содержание кадмия в почвах Беларуси находится на уровне фона (до 0,5 мг/кг). Превышение фона до 2,5 раза отмечено локально на расстоянии до 3-5 км от крупных городов и достигает 1,0-1,2 мг почвы при ПДК 3 мг/кг для стран Западной Европы (ПДК кадмия для почв Беларуси не разработана). Площадь почв в Беларуси, загрязненных от различных источников свинцом в настоящее время ориентировочно составляет 100 тыс. га, кадмием - 45 тыс. га .

Таблица 7 - Сочетание взаимодействия человека и природы

В настоящее время производится агрохимическое картирование на содержание меди в почвах Беларуси, и уже установлено, что в республике 260,3 тыс. га сельскохозяйственных земель загрязнены медью (Таблица 8).

Таблица 8 - Сельскохозяйственные земли Беларуси, загрязненные медью (тыс. га)

Среднее содержание подвижной меди в почвах пашни невелико и составляет 2,1 мг/кг, улучшенных сенокосных и пастбищных земель - 2,4 мг/кг. В целом по республике 34 % пахотных и 36 % сенокосных и пастбищных земель имеют очень низкую обеспеченность медью (менее 1,5 мг/кг) и остро нуждаются в применении медьсодержащих удобрений. На почвах с избыточным содержанием меди (3,3 % сельскохозяйственных земель) использование любых форм удобрений, содержащих медь, должно быть исключено.

3. Экологические проблемы техногенно загрязненных земель

Почвы вокруг больших городов и крупных предприятий цветной и чёрной металлургии, химической и нефтехимической промышленности, машиностроения, ТЭС на расстоянии в несколько десятков километров загрязнены тяжёлыми металлами, нефтепродуктами, соединениями свинца, серы и другими токсичными веществами. Среднее содержание свинца в почвах пятикилометровой зоны вокруг городов находится в пределах 0,4 80 ПДК. Среднее содержание марганца вокруг предприятий чёрной металлургии колеблется в пределах 0,05-6 ПДК. Поэтому нельзя собирать грибы, ягоды, яблоки, орехи и лекарственные травы вдоль автодорог! Предприятия чёрной металлургии, сточные воды с рудников - это наиболее массовые источники загрязнения почв медью. Из промышленной пыли, особенно из рудников, и благодаря применению суперфосфатных удобрений происходит загрязнение почв цинком.

Таким образом, интенсивное развитие промышленного производства приводит к росту промышленных отходов, которые в совокупности с бытовыми отходами существенно влияют на химический состав почвы, вызывая ухудшение её качества. Сильное загрязнение почвы тяжёлыми металлами вместе с зонами сернистых загрязнений, образующихся при сжигании каменного угля, приводят к изменению состава микроэлементов и возникновению техногенных пустынь.

Изменение содержания микроэлементов в почве немедленно сказывается на здоровье травоядных животных и человека, приводит к нарушению обмена веществ, вызывая различные эндемические заболевания местного характера. Например, недостаток йода в почве ведет к болезни щитовидной железы, недостаток кальция в питьевой воде и продуктах питания - к поражению суставов, их деформации, задержке роста. Почва становится мёртвой при содержании в ней 2 - 3 г свинца на 1 кг грунта (вокруг некоторых предприятий содержание свинца в почве достигает 10 - 15 г/кг). В почве всегда присутствуют канцерогенные (химические, физические, биологические) вещества, вызывающие опухолевые заболевания у живых организмов, в т. ч. и раковые .

В почвах подзолистого типа с высоким содержанием железа при его взаимодействии с серой образуется сернистое железо, которое является сильным ядом. В результате в почве уничтожается микрофлора (водоросли, бактерии), что приводит к потере плодородия. Из-за ветровой и водной эрозии, засоления и других подобных причин в мире ежегодно теряется 5-7 млн га пашен. Только ускоренная эрозия почвы за последнее столетие повлекла за собой потерю 2 млрд га плодородных земель.

На пастбищах, где происходит перевыпас скота, часто уничтожается растительный покров, удерживающий плодородный слой почвы. Растения выедаются целиком и погибают, в результате чего дождевая вода беспрепятственно размывает поверхность почвы, вызывая обширную эрозию, что в конечном итоге ведет к возникновению глубоких оврагов. Ежегодно в мире из-за перевыпаса и последующей эрозии теряется около 7 млн га пастбищных угодий, многие из которых превращаются в пустыню. Пустыни обычно возникают естественным образом, однако этот процесс, называемый опустыниванием, часто ускоряется в результате деятельности человека .

Переуплотнение почв, то есть уменьшение ее межагрегатной и агрегатной порозности и увеличение плотности до 1,4 г/см 3 . Главной причиной этого является использование на полях тяжелой сельскохозяйственной техники, что приводит к образованию подплужной подошвы с повышенной плотностью. Это препятствует свободной инфильтрации влаги в почве и приводит к ее переувлажнению .

В работах, посвященных проблемам загрязнения почвы и экологического мониторинга, на сегодняшний день к тяжелым металлам относят более 40 элементов периодической системы Д.И. Менделеева с атомной массой свыше 40 атомных единиц. По классификации Н. Реймерса, тяжелыми следует считать металлы с плотностью более 8 г/см 3 . При этом немаловажную роль в категорировании тяжелых металлов играют следующие условия: их высокая токсичность для живых организмов в относительно низких концентрациях, а также способность к биоаккумуляции и биомагнификации.

Экологические последствия радиоактивного загрязнения почв заключаются в следующем. Включаясь в биологический круговорот, радионуклиды через растительную и животную пищу попадают в организм человека и, накапливаясь в нем, вызывают радиоактивное облучение. Радионуклиды, подобно многим другим загрязняющим веществам, постепенно концентрируются в пищевых цепях.

Заключение

Почвенный покров Земли играет решающую роль в обеспечении человечества продуктами питания и сырьем для жизненно важных отраслей промышленности. Использование с этой целью продукции океана, гидропоники или искусственно синтезируемых веществ не может, по крайней мере в обозримом будущем, заменить продукцию наземных экосистем (продуктивность почв). Поэтому непрерывный контроль за состоянием почв и почвенного покрова - обязательное условие получения планируемой продукции сельского и лесного хозяйства.

Вместе с тем почвенный покров является естественной базой для поселения людей, служит основой для создания рекреационных зон. Он позволяет создать оптимальную экологическую обстановку для жизни, труда и отдыха людей. От характера почвенного покрова, свойств почвы, протекающих в почвах химических и биохимических процессов, зависят чистота и состав атмосферы, наземных и подземных вод. Почвенный покров - один из наиболее мощных регуляторов химического состава атмосферы и гидросферы. Почва была и остается главным условием жизнеобеспечения наций и человечества в целом. Сохранение и улучшение почвенного покрова, а, следовательно, и основных жизненных ресурсов в условиях интенсификации сельскохозяйственного производства, развития промышленности, бурного роста городов и транспорта возможно только при хорошо налаженном контроле за использованием всех видов почвенных и земельных ресурсов.

В экологическом отношении наибольшую опасность представляют 90 Sr и 137 Cs. Это обусловлено длительным периодом полураспада (28 лет 90 Sr и 33 года 137 Cs), высокой энергией излучения и способностью легко включаться в биологический круговорот, в цепи питания. Стронций по химическим свойствам близок к кальцию и входит в состав костных тканей, а цезий близок к калию и включается во многие реакции живых организмов.

Почва является наиболее чувствительной к антропогенному воздействию. Из всех оболочек Земли почвенный покров - самая тонкая оболочка .

При недостаточно продуманном антропогенном воздействии и нарушении сбалансированных природных экологических связей в почвах быстро развиваются нежелательные процессы минерализации гумуса, повышается кислотность или щелочность, усиливается соленакопление, развиваются восстановительные процессы - все это резко ухудшает свойства почвы, а в предельных случаях приводит к локальному разрушению почвенного покрова. Высокая чувствительность, уязвимость почвенного покрова обусловлены ограниченной буферностью и устойчивостью почв к воздействию сил, не свойственных ему в экологическом отношении.

Все в более широких масштабах проявляется загрязнение почвы тяжелыми металлами, нефтепродуктами, усиливается влияние азотной и серной кислот техногенного происхождения, ведущие к формированию техногенных пустынь в окрестностях некоторых промышленных предприятий.

Восстановление нарушенного почвенного покрова требует длительного времени и больших капиталовложений.

Список использованных источников

1 Королёв, В. А. Очистка грунтов от загрязнений / В.А Королев. - М. МАИК Наука, 2001. - 365 с.

2 Лобанова, З. М. Экология и защита биосферы: Учебное пособие / Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова. - Барнаул: Изд-во Алтай ГТУ, 2009. -228 с.

3 Методы оценки экологической опасности / Под ред. Хоружей Т.А. - М.: Экономика, 1991, 220 с.

4 Статья «Основные загрязнения почв» [Электронный ресурс] / atomferma. - Режим доступа: http://atomferma.ru/sad-ogorod/pochva/osnovnye-vidy-zagryaznenie-pochvy/ - Дата доступа: (нужно указать дату)

5 Лобанова, З. М. Экология и защита биосферы [Схема]: Учебное пособие/ Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова. - Барнаул: Изд-во Алтай ГТУ, 2009. - 228 с.

6 Вальков В.Ф., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Экология почв: Часть 3. Загрязнение почв.: Учебное пособие для студентов ДО и ОЗО биолого-почвенного и геолого-географического факультетов. - Ростов-на-Дону: Изд-во РГУ, 2004. - 54 с.

7 Вальков В.Ф., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Экология почв[Таблица]: Загрязнение почв. Учебное пособие для студентов ДО и ОЗО биолого-почвенного и геолого-географического факультетов. - Ростов-на-Дону: Изд-во РГУ, 2004. - 54 с.

8 Хабаров, А. В. Социально-экологические проблемы организации природопользования, землепользования./ А.В Хабаров. - М. : Папирус ПРО, 2000. 6 - 23 с.

9 Шматько, В.Г. Экология и организация природоохранной деятельности - [таблица] научное издание / Шматько В.Г. - М. 1981. - 120 с.

10 Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Функции почв в биосфере и экосистемах (экологическое значение почв). - М.: Наука, 1990. 261 с.

11 Бочков Н.П. и со авт. Мониторинг врожденных пороков развития в условиях загрязнения среды обитания человека // Экологические проблемы педиатрии: Сб. лекций для врачей/ Н.П Бочков. - М., 1997. 51- 62 с.

12 Основы экологии и экономика природопользования: учеб. метод. комплекс для студентов экон. специальностей / М.А. Бабенко, Н.Л. Белорусова. - Новополоцк: ПГУ, 2010. - 328 с.

13 Перельман, А. И. Геохимия ландшафта: учеб. пособие для студентов / А. И. Перельман. - 2-е изд. - М. : Высшая школа, 1975. - 342 с.

14 Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. : Биология. В 3-х томах / - Москва. «Мир».1993.

15 Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. [Текст]: Сохранение почв как неизменного компонента биосферы. - М.: «Наука», 2000. 184 с.

17 Зайдельман Ф.Р., Тюльпанов В.И., Ангелов Е.Н., Давыдов А.И. Почвы мочарных ландшафтов - формирование, агроэкология и мелиорация / - М.: Изд-во МГУ. 1998. 160 с.

18 Мотузова, Г.В. Экологический мониторинг почв / Г.В. Мотузова, О.С. Безуглова. - М. : Академический Проект; Гаудеамус, 2007. - 237 с.

19 Вестник БГУ. Серия 2, Химия. Биология. География[Таблица]. - 2012. - №1. 80-84 с.

20 В.Г. Макарова, Т.Ф. Персикова, В.И. Желязко Экологические и медико-социальные аспекты охраны природной среды и здоровья населения [Таблица] - Минск: БИТ «Хата», 2002. 47 с.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Источники, характер и степень загрязнения урбанозёмов и почв. Районы г. Челябинска, подверженные наиболее интенсивному загрязнению. Влияние загрязнения почв тяжелыми металлами на растительность. Формы нахождения тяжелых металлов в выбросах и почве.

дипломная работа , добавлен 02.10.2015


Трофические цепи как последовательность видов, извлекающих органические вещества и энергию из пищевого вещества. Абиотические факторы наземной среды. Загрязнение почв пестицидами, радионуклидами, тяжелыми металлами. Биологическая очистка сточных вод.

контрольная работа , добавлен 11.07.2011


Строение и жизнедеятельность бактерий. Микробная индикация биологического, фекального и техногенного загрязнения водных экосистем. Микробиологическое исследование почвы. Влияние пестицидов на почвенные микроорганизмы. Загрязнение почв тяжелыми металлами.

реферат , добавлен 01.10.2015


Общее состояние земельных ресурсов в России. Загрязнение и захламление земель. Проявление процессов деградации земель. Техногенное загрязнение почв. Основные причины кислотных дождей. Современные глобальные экологические проблемы. Биосфера и техносфера.

контрольная работа , добавлен 16.09.2011


Методы оценки загрязнения почв в объективном представлении о состояние почвы. Оценка опасности загрязнения почв. Биотестирование как наиболее целесообразный метод определения интегральной токсичности почвы. Биодиагностика техногенного загрязнения почв.

реферат , добавлен 13.04.2008


Микробиологическая диагностика и индикация почв. Влияние пестицидов на почвенные микроорганизмы и обеззараживание почвы. Минеральные удобрения как фактор воздействия на видовой состав почвенных микроорганизмов. Загрязнение почв тяжелыми металлами.

курсовая работа , добавлен 08.05.2012


Характеристика почвенно-климатических условий Днепропетровской области, краткая характеристика почвы на территории Днепропетровской области, загрязнение почвы тяжелыми металлами, загрязнение почвы пестицидами, рекультивация и контроль за загрязнением.

курсовая работа , добавлен 06.02.2004


Мониторинг как система наблюдения за состоянием окружающей среды. Составление карт заболоченных территорий. Оценка уровня загрязнения фитоценозов тяжелыми металлами. Мониторинг почв, геохимические барьеры. Оценка экологической напряженности территории.

реферат , добавлен 15.11.2015


Загрязнение тяжелыми металлами. Экологические последствия орошения. Отрицательное влияние отходов животноводства на окружающую среду. Основные экологические проблемы механизации. Экологические последствия применения химических средств защиты растений.

курсовая работа , добавлен 09.05.2013


Понятие почвы, ее структура. Основные причины загрязнения почв: неорганические отходы, радиоактивные вещества, засоление пестицидами. Анализ основных источников загрязнения почв: жилые дома и бытовые предприятия, транспорт, промышленные предприятия.

Техногенное загрязнение почв и способы его предотвращения .

Проблема загрязнения почв была всегда актуальна, ведь наш век развитых технологий в атмосферу, и впоследствии в почву попадает много вредных веществ . Они нарушают, уничто-жают все полезное в почве. Долг людей сохранить почву.

Цель : Изучить техногенное загрязнение почв Пермского края и способы его предотвращения.

Задачи :

Проанализировать экологическое состояние почв Пермского края

Выявить источники загрязнения

Установить последействие техногенного загрязнения почв

Предложить способы защиты почвы от загрязнения.

Население Земли составляет сегодня 7 млрд. человек. На каждого жителя приходится по 3 га земельных ресурсов и всего по 0,25 га пахотных угодий. Резервы пахотных земель иссякают, освоение новых земель сдерживается неблагоприятными природными условиями. К 2050 году по прогнозам учёных население Земли составит около 12,5 миллиардов человек. Следовательно, необходимо увеличить выпуск продуктов в 2-3 раза. В последние годы увеличение производства продуктов питания обеспечивается на 90% в результате повышения урожайности с/х культур и лишь на 10 % в результате расширения посевных площадей. Экологическая безопасность на сегодняшний день – один из приоритетов при производстве сельскохозяйственной продукции. Человечество получает из почвы 95 % всех продуктов питания, поэтому забота о сохранении почвенного плодородия, «здоровья» почвы является важнейшей задачей аграрной науки и сельхозтоваропроизводителей. Являясь важнейшей жизнеобеспечивающей сферой, почва постоянно испытывает различные воздействия, обусловленные человеческой деятельности. Сегодня около 15% территории России относятся к зонам экологического неблагополучия. Площадь Пермского края составляет 160236,5 км 2 , население в 2007 года – 2,90 млн. человек. Пермский край занимает 14 место в России и 4 на Урале по объёму промышленного производства. Выброс загрязняющих веществ в атмосферу по краю в целом составляют 735 тыс. т/год, из них 613 тыс. т/год – из стационарных источниках, 122 тыс. т/год – от автотранспортных средств. Такие города, как Березники, Пермь и Соликамск, входят в список городов с максимальными концентрациями загрязняющих веществ в атмосферном воздухе , превышающими в 10 раз ПДК (по данным ГОСКОМ экологии России). Наиболее высоким уровнем токсичных выбросов характеризуется г. Чусовой, Лысьва, Березники, Краснокамск, Губаха. Масса загрязняющих веществ, поступивших в атмосферу г. Пермь в 2000 году от промышленных предприятий составила 46777,5 тонн. Существует четыре основных источника загрязнения:

1) Промышленность – Наибольшее количество загрязняющих веществ от промышленных источников выбрасывается в воздух на территории Индустриального района, далее в порядке убывания – Орджоникидзевский, Свердловский, Кировский, Дзержинский и Ленинский..

2) Автомобильный транспорт также влияет на загрязнения атмосферного воздуха Перми (всего 181553 единицы автотранспорта в г. Перми, из них 121280 – личные автомобили). Состав выбросов от автотранспорта включает в себя также основные загрязняющие вещества: оксид углерода, углеводорода, оксид азота, сернистый ангидрид, сажа и др. В общем загрязнении атмосферы г. Перми доля выбросов этих веществ автотранспортом составляет: оксид углерода – 80%, оксид азота – 10%, сажи – 9%.

3) Сельское хозяйство загрязняет почву – тяжелыми металлами и другими токсинами. Всем известно, что удобрения – это , но удобрения содержат в своем составе примеси тяжелых элементов и тоже являются источниками загрязнения почвы. Среди традиционных удобрений наибольшими загрязнителями являются фосфорные удобрения.

4) Бытовые отходы . Городские свалки промышленного и бытового мусора занимают большие площади. В составе мусора могут оказаться ядовитые вещества, такие, как ртуть или другие тяжелые металлы, химические соединения, которые растворяются и попадают в почву, водоемы, грунтовые воды. Могут попасть в мусор и приборы , содержащие радиоактивные вещества. Количество накапливающегося мусора постоянно растет. Сейчас его на каждого горожанина приходится от 150 до 600 кг в год.

Загрязнения почвы промышленными отходами и интенсивное применение средств химизации создает опасность получения растениеводческой продукции с повышенным содержанием тяжелых металлов. Поступая в почву в результате техногенного загрязнения, тяжелые металлы в больших количествах в первую очередь влияют на биологические свойства почвы (приводят к снижению числа и видов микроорганизмов), а также на химические и физические её свойства, разрушая, таким образом, её плодородие в целом. Из почвы тяжелые металлы поступают в растения, нарушая в них обмен веществ. Все это в итоге снижает уровень продуктивности. Таблица1

Снижение урожайности с/х культур в зависимости от расстояния загрязнителей, %

1.Важнейшим способом защиты почв и с/х продукции от техногенного загрязнения является известкование. Известкование не только повышает плодородие почв и урожайность культур, но и снижает подвижность тяжелых металлов и способствует их закреплению в почве в виде прочных комплексов. Тяжелые металлы становятся малодоступными для растений.

2.Для поддержания способности почвы к самоочищению необходимо постоянное поступление свежего органического вещества. Это могут быть традиционные органические удобрения (навоз) и такие как торф, осадок сточных вод, солома и д.р. Органические удобрения снижают подвижность тяжелых металлов за счет связывания их в прочные комплексы с органическим веществом. Для реального снижения тяжелых металлов в растениях рекомендуется вносить не менее 10 т/га органического удобрения, преимущественно торфа.

3.Фосфоритование почв. Увеличивая содержание фосфора в почве, мы тем самым связываем токсичные вещества, особенно тяжелые металлы в прочные комплексные соединения , что приводит к получению экологически чистой продукции. Фосфаты цинка и кадмия являются труднорастворимыми соединениями и не доступны для растений.

4.Введение в севообороты бобовых культур позволяет не только приостановить ухудшение плодородия почвы, но и получать экологически чистую продукцию. Запашка зеленой массы клевера, вики, гороха, бобов, люпина позволяют практически без применения удобрений получать высокую урожайность культур с хорошим качеством продукции.

5.Подбор культур на загрязненных почвах. Установлено, что культуры обладают различной устойчивостью к загрязнению тяжелыми металлами. По степени устойчивости к токсикантам растения можно расположить в следующем порядке : злаковые травы > зерновые> картофель> овощи. На загрязненных почвах следует размещать культуры, у которых в пищу идут части растений слабо накапливающие тяжелые металлы – это томаты, картофель, бахчевые или технические культуры - лен, конопля, картофель для производства крахмала, сахарную свеклу на сахар. На загрязненных почвах нельзя выращивать продукты для производства детского питания.

6.При очень высокой степени загрязнения почвы существуют два пути ее оздоровления:

Культивирование растений сильно поглощающих токсичные вещества с последующим их отчуждением с поля и утилизацией.

Механическое удаление верхнего пораженного слоя земли и замена его новым. Это очень дорого и используется редко (при техногенных катастрофах).

Биологическая взаимосвязь между почвой и человеком осу­ществляется главным образом путем обмена веществ. Почва является как бы поставщиком минеральных веществ, необхо­димых для цикла обмена веществ, для роста растений, потреб­ляемых человеком и травоядными животными, съедаемыми в свою очередь человеком и плотоядными животными. Таким об­разом, почва обеспечивает пищей многих представителей расти­тельного и животного мира. Следовательно, ухудшение качества почвы, понижение ее биологической ценности, способности к самоочищению вызы­вает биологическую цепную реакцию, которая в случае продол­жительного вредного воздействия может привести к самым различным расстройствам здоровья у населения . Резюмируя всё вышесказанное, можно констатировать, что проблема бытового загрязнения почв очень распространена в наше время и решение требует совместных усилий.

Наиболее ощутимым в смысле воздействия на среду обитания человека и достаточно хорошо изученным можно считать загрязнение ОС. Оно непосредственно связано с научно-техническим прогрессом и отражает негативные для природы аспекты этого прогресса, последствия

антропогенной деятельности.

Главная опасность антропогенного фактора нашего времени - внесение в круговорот веществ, несвойственных природе, разрывающих замкнутый цикл или искажающих процесс круговорота веществ. Вредные воздействия могут происходить не только от введения в круговорот чуждых природе веществ (яды, убивающие редуцентов, вредное воздействие на развитие продуцентов, разрыв в цепи консументов и т. д.), но и введение в круговорот энергий, количественно несвойственных природе в целом или конкретному сезону.

Загряsпение ОС - ото любое внесение в ту или иную экологическую систему не свойственных ей живых или неживых компонентов, физических или структурных изменений, прерывающих или нарушающих процессы круговорота и обмена веществ, потоки энергии и информации с непременными последствиями в форме снижения продуктивности или разрушения данной экосистемы.

Загрязнение можно рассматривать как более или менее обратимое изъятие какой-либо части окружающей среды (чистой воды, чистого воздуха, возделанной земли, продуктов питания, полноценных биологических сообществ) и в связи с этим лишения какой-то части здоровья и благополучия людей.

Академик А.В. Сидоренко указывает три основные причины загрязнения и разрушения ОС и истощения природных ресурсов в результате антропогенной деятельности: 1) из-за простого нарушения количественного равновесия между потребностью в природных ресурсах и фактическим их изъятием из естественного круговорота; 2) из-за чрезмерного техногенного воздействия на природную среду, превышающего критические пороги антропогенной нагрузки на данный природный комплекс; 3) из-за игнорирования или нарушения экологических принципов в извлечении и воспроизводстве природных ресурсов.

Разнообразные виды вмешательства человека в естественные процессы в биосфере можно сгруппировать по следующим категориям загрязнений:

Ингредиентное загрязнение, или внесение химических веществ, которые количественно или качественно чужды естественным системам;

Параметрическое (физическое) загрязнение, связанное с изменением качественных параметров окружающей среды (к нему относят тепловое, звуковое, шумовое, радиационное, световое, электромагнитное);

Биоценотическое загрязнение, которое заключается в воздействии на состав и структуру популяций живых организмов, населяющих экосистему;

Стациально-деструкционпое загрязнение, представляющее собой изменение ландшафтов и экологических систем в процессе природопользования, обусловленном интересами человека.

Выбросы в ОС классифицируются по агрегатному состоянию и по массовому выбросу. По агрегатному состоянию различают газо- и парообразные, жидкие, твердые и смешанные выбросы, По массовому выбросу выделяют шесть групп: менее 0,01; 0,01-0,1; 0,1-1,0; 1,0-10; 10-100; свыше 100 т/сутки.

По своему происхождению промышленные загрязнения могут быть механическими, химическими, физическими и биологическими.

Механические - пыль в воздухе, твердые частицы и разнообразные предметы в воде и почве.

Химические - всевозможные газообразные, жидкие и твердые химические соединения и элементы, попадающие в атмосферу и гидросферу и вступающие во взаимодействие с ОС.

Биологические - это виды организмов, появившиеся при участии человека и наносящие вред ему или живой природе.

Источники загрязнений ОС: сосредоточенные (точечные) и рассредоточенные. К точечным относятся дымовые и вентиляционные трубы, шахты и т. п., к рассредоточенным - фонари цехов, ряды близко расположенных труб, открытые склады и т. п. Источники загрязнения могут быть также непрерывного и периодического действия.

Отрицательно влияя на ОС, загрязнения, в свою очередь, могут подвергаться определенному воздействию ОС. Различают стойкие (неразрушимые) загрязнения и разрушаемые под действием природных химико-биологических процессов.

Загрязнение можно считать комплексом «помех» в экосистемах, которые воздействуют на потоки вещества, энергии и информации в пищевых (энергетических) цепях. При этом, в отличие от естественных, антропогенные «помехи» часто ведут не к отбору наиболее приспособленных особей, а к массовому вымиранию организмов.

Источники техногенных эмиссий. Источниками большей части техногенных эмиссий загрязнений являются термохимические процессы в энергетике - сжигание топлива, а также связанные с ним термические и химические процессы и утечки.

Сопутствующие реакции, определяющие эмиссию других загрязнителей, связаны с содержанием примесей в топливе, термоокислением азота воздуха и вторичными реакциями, происходящими уже в окружающей среде. Все перечисленные реакции сопровождают работу тепловых станций, промышленных печей, двигателей внутреннего сгорания, газотурбинных и реактивных двигателей, процессы металлургии, обжига минерального сырья и т.п. Энергетика, причем не только атомная, помимо химического и теплового является также источником радиационного и др.видов загрязнений.

Указанные процессы обусловливают до 85% химического загрязнения атмосферы, до 35% наиболее токсичного загрязнения поверхности земли и поверхностных вод, а также частично радиационное загрязнение. Наибольший вклад в энергетически зависимое загрязнение среды вносят теплоэнергетика и транспорт. Электростанция мощностью 1000 МВт, работающая на угле, ежегодно выбрасывает в атмосферу 36 млрд м 3 отходящих газов, 100 млн м 3 пара, 360 тыс. т золы и 5 млн м 3 сточных вод с содержанием примесей от 0,2 до 2 г/л.

Также в твердых, жидких и газообразных отходах ТЭС содержатся углеводороды, сульфаты, хлориды, фосфаты, фтористые соединения, соли тяжелых металлов. В среднем в топливной теплоэлектроэнергетике на одну тонну условного топлива приходится до 150 кг загрязнителей воздуха, воды и земли (не считая ССЬ и паров воды). Всего ТЭС мира выбрасывают за год около 700 млн. т загрязнителей различных классов опасности, в том числе около 400 млн. т аэрополлютантов. Данный уровень почти не изменился за последние 20-25 лет, несмотря на то, что мощность энергетики за то же время увеличилась на 35%. Это достигнуто благодаря существенному снижению общей токсичности выбросов в Европе и С. Америке.

Зато уровень загрязнения, связанный с эксплуатацией автотранспорта, возрос, так как число автомобилей в мире росло быстрее, чем совершенствовались двигатели и устройства очистки выхлопных газов. Число двигателей внутреннего сгорания (ДВС) в мире близко к 1,2 млрд. единиц. Около 900 млн. из них - это двигатели автомобилей. Остальное количество относится к другим видам транспорта. Более 82% автопарка приходится на легковые автомобили. Из 3,3 млрд. т нефти, добываемой в мире, почти 1,6 млрд. т (48%) используется всеми видами транспорта, в том числе 1,35 млрд. т - легковыми автомобилями.

Обмен веществ автомобиля с карбюраторным двигателем при расходе горючего в смешанном режиме движения 6 кг на 100 км таков: при оптимальной работе двигателя сжигание 1 кг бензина сопровождается потреблением 13,5 кг воздуха и выбросом 14,5 кг отработанных веществ. В выхлопе современного автомобиля регистрируется до 200 индивидуальных веществ. Общая масса загрязнителей - в среднем около 270 г на 1 кг сжигаемого бензина - составляет в пересчете на весь объем горючего, потребляемого за год легковыми автомобилями мира, около 360 млн т. Кроме соответствующего количества окиси углерода, твердых частиц, окислов азота часть общей массы загрязнителей составляют опасные полициклические ароматические углеводороды и тяжелые металлы.

В практике эксплуатации автотранспорта весьма значительны разливы и утечки горючего и масел, образование металлической, резиновой и асфальтовой пыли, вредных аэрозолей. Суммарная токсичность эмиссий в расчете на единицу потребляемой энергии у автотранспорта в 1,5 раза больше, чем у стационарной энергетики. И как бы ни совершенствовался за счет технических новинок современный суперлимузин, он все больше становится морально вырожденным техническим анахронизмом.

Большое количество загрязнителей атмосферы образуется при различных производственных процессах в черной и цв. металлургии, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности, химии и нефтехимии, машиностроении.

Масштабы загрязнения территории или акватории каким-либо источником определяются многими факторами, среди которых ключевыми являются мощность источника, состав эмиссии, подвижность транспортирующей среды и другие внешние условия рассеяния.

Количественная оценка глобального загрязнения. Общая масса отходов современного человечества и продуктов техносферы составляет около 140 Гт/год, из которых около 9 Гт - это масса изделий, или так называемый «отложенный отход». Таким образом, в среднем на одного жителя планеты приходится более 22 т всех техногенных эмиссий в год. Из 131 Гт отходов около 2,5 Гт (не считая воды) приходится на нетто-выделения всех людей, а 128 Гт «чисто техногенных» отходов распределяются следующим образом: 32 Гт (25%) выбрасываются в атмосферу, 14 Гт (11%) сливаются со стоками в водоемы, 82 Гт (64%) попадают на поверхность земли. К этим количествам

добавляется и часть «отложенных отходов» - некоторая масса (порядка 2 Гт/год) быстро расходуемых продуктов и изделий в виде мусора, удобрений, средств защиты растений и т.п.

Преобладающая масса техногенных материалов, оказывающихся на поверхности земли и в донных отложениях водоемов, химически инертна. В основном это отходы добывающих отраслей производства, формирующие отвалы пустой породы, терриконы, золо- и шлакоотвалы. Как правило, их не считают загрязнителями, хотя они занимают много места, нарушают природные ландшафты и являются вторичными источниками загрязнения воздуха и пр. вод. Объемы этих отходов настолько велики, что даже при малых концентрациях в них токсичных примесей суммарно окружающая среда получает огромное количество опасных в-в. По различным экспертным оценкам, общая масса техногенных эмиссий, относимых к разным классам опасности, составляет от 5 до 8 Гт в год, т.е. примерно от 0,8 до 1,3 кг на каждого жителя Земли. Это и есть минимальная оценка глобального хим.загрязнения. По относительно стабильным концентрациям на земле, в континентальных водоемах и приземных слоях воздуха массы токсичных загрязнителей распределяются в соотношении 3:2:1.

Химизация техносферы достигла к настоящему времени таких масштабов, которые заметно влияют на геохим. облик всей экосферы. Общая масса производимых продуктов и химически активных отходов хим. и нефтехим.пром-ти мира превысила 1,5 Гт/год. В мировой хим. номенклатуре значится более 10 млн индивидуальных в-в; ежегодно их число возрастает на несколько тыс. В заметных количествах производится и предлагается на рынке более 100 тыс. в-в, а в массовых масштабах производится около 5 тыс. Суммарный объем мирового пр-ва мин. удобрений, серной, соляной и азотной кислот, аммиака, каустической и кальцинированной соды, пластмасс, синтетических смол и каучука, хим волокон и нитей достиг 500 млн т в год. Однако подавляющее большинство производимых и используемых в-в не оценены с точки зрения их токсичности и экоопасности.

Загрязнители – все тела, вещества, явления, процессы, которые в данном месте, но не в то время и не в том количестве, какое естественно для природы, появляются в окружающей среде и могут выводить ее системы из состояния равновесия.

Экологическое действие загрязняющих агентов может затрагивать либо отдельные организмы (проявляться на организменном уровне), либо популяции, биоценозы, экосистемы и даже биосф­еру в целом. Различают природное и антропогенное загрязнения. Природное загрязнение возникает в результате естествен­ных причин – извержения вулканов, землетрясений, ка­тастрофических наводнений и пожаров.

Антропогенное загрязнение – загрязнение окружающей среды, возникающее в результате хозяйственной деятельности людей, в том числе их прямого или косвенного влияния на состав и концентрацию природных веществ в результате выбросов антропогенных загрязнителей. В настоящее время общая мощность источников антропогенного загрязнения во многих случаях превосхо­дит мощность естественных.

Загрязняющие вещества, возникшие в результате хо­зяйственной деятельности человека, и их влияние на среду очень разнообразны. К ним относятся: соединения углеро­да, серы, азота, тяжелые металлы, различные органичес­кие вещества, искусственно созданные материалы, радио­активные элементы и многое другое.

Каждый загрязнитель оказывает определенное отрица­тельное воздействие на природу, поэтому их поступление в окружающую среду должно строго контролироваться. Законодательство устанавливает для каждого загрязняю­щего вещества предельно допустимый сброс (ПДС) и пре­дельно допустимую концентрацию (ПДК) его в природной среде.

Под загрязнением понимается привнесение в среду или возникновение в ней новых, обычно не свойственных ей физических, химических, информационных или биологических агентов или превышение их естественной концентрации.

Основные источники поступления загрязняющих веществ в окружающую природную среду:

- выбросы загрязняющих веществ в атмосферу промышленными, энергетическими, транспортными и другими объектами; сбросы сточных вод в водные объекты;

- поверхностные смывы загрязняющих и биогенных веществ в поверхностные воды суши и моря; внесение на земную поверхность и (или) в почвенный слой загрязняющих и биогенных веществ вместе с удобрениями и ядохимикатами при сельскохозяйственной деятельности;

- места захоронения и складирования промышленных и коммунальных отходов;

- техногенные аварии, приводящие к выбросу в атмосферу опасных веществ и (или) разливу жидких загрязняющих и опасных веществ и т. д.

Загрязнение окружающей среды происходит в трех направлениях: загрязнение атмосферы, водного бассейна и земли. Отдельно рассматривают химическое, радиоактивное загрязнение, электромагнитное загрязнение, шумовое загрязнение, тепловое загрязнение, бактериологическое загрязнение.

За последние 100 лет мощность выбросов СО 2 в атмосферу возросла в 30 раз, PВ – в 20 раз, SO 2 – в 15 раз.

Только за один час автомобили мира выбрасывают в атмосферу 600 Кт СО. Техносфера ежегодно поглощает из атмосферы 6 Гт кислорода, что в 14 раз больше, чем его расходуется на дыхание живых организмов, включая человечество.

Всего 15 % горожан живет в относительно чистых районах с допустимой ПДК вредных веществ. Приблизительно 68 % всех заболеваний связано с загрязнением атмосферы. Свыше 100 городов РФ выбрасывают в атмосферу вредные вещества, превышающие ПДК в 10 раз.

Резко увеличилось влияние на атмосферу парникового эффекта (потепление климата). Усиление парникового эффекта на 50 % обусловлено ростом концентрации СО 2 , на 25% – фреонов и на 25 % – СН 4 . Эти соединения подобно стеклу пропускают лучистую энергию солнца к поверхности земли, но задерживают инфракрасное (тепловое) излучение земли, в результате чего температура поверхности земли повышается. Основной объем выбросов парниковых газов приходится на 20 стран, в том числе: на США – 17,1%, СНГ – 13,5%, Китай – 8,1%, Бразилию – 5,7%.

Если количество СО 2 в атмосфере удвоится по сравнению с периодом 1955 года (что вероятно при существующей мощности выбросов СО 2 к 2030-2050 гг), то средняя температура на планете увеличится на 1,5–4,5°С по сравнению с современной (15°С) и возникнет экологическая катастрофа (таяние ледников с глобальным затоплением материков планеты).

Большая угроза нависла над разрушением озонового слоя (тропосфера – 11 км плюс стратосфера – 39 км). Появились озоновые дыры над Антарктикой и Антарктидой. Основной вклад в разрушение озонового слоя производят соединения водорода, азота, хлора, фреона.

Уменьшение толщины слоя озона на 1% (средняя толщина слоя озона, приведенная к плотности воды, составляет 2,5 мм) приводит к увеличению потока губительного ультрафиолетового излучения на 2 %, а, следовательно, заболевания людей раком кожи - на 4 %. Кроме того, постоянное вымывание диоксидов серы и азота в тропосфере (серная и азотная кислоты, сульфаты и нитраты) ведет к образованию кислотных дождей. Сейчас это явление приняло широкомасштабный характер и приводит к существенному закислению природной среды. Средняя величина рН осадков над европейской территорией РФ – 4,5–5,1. В результате кислотных дождей происходит разрушение строений, окисление почвы, водоемов, исчезновение рыбы, заболевания людей, уничтожение растительности и т.д.

В целом воздействие окружающей среды на человека вызывает следующие заболевания: аллергию, бронхо-легочные заболевания, болезни почек, крови, слизистых оболочек, кожи, центральной нервной системы, гепатит, сердечно-сосудистые заболевания, потерю иммунитета, раковые болезни и т.д. Резко возросла детская смертность, больше рождается умственно-отсталых детей.

Таким образом, приведенные данные в области охраны окружающей среды позволяют сделать следующие выводы:

- глобальная проблема и региональные проблемы, связанные с загрязнением атмосферы, перекрываются;

- уровень возмущения атмосферы превышает допустимый (серьезным предупреждением всему человечеству могут служить такие факты, как уменьшение скорости поступления кислорода вследствие распада биоты суши и увеличения скорости его изъятия на хозяйственные нужды, а также рост числа заболеваний горожан из-за вдыхания ими загрязненного воздуха);

- развитие мирового сообщества по ранее выбранному пути перспективы не имеет, т.е. необходимо как можно быстрее выбрать иной путь развития;

- необходимо уже сейчас принимать эффективные меры, направленные на снижение уровня обратного воздействия отсроченных эффектов (изменение климата, разрушение озонового слоя).

Нам необходимо учитывать тот факт, что все мы вносим свой вклад в загрязнение атмосферы, все мы страдаем от этого, поэтому решение этой проблемы зависит от всех вместе и каждого в отдельности.

За последние годы резко ухудшилось состояние гидросферы. По гидробиологическим показателям 12% водных объектов РФ можно отнести к условно чистым (фоновым), 32% находятся в состоянии антропогенно-экологического напряжения (умеренно чистые), остальные 56% являются загрязненными.

Объем вод с различной степенью очистки, сбрасываемых в водотоки и водоемы всех видов, составляет 90% от всей забираемой воды. В Волге и других крупных реках тяжелых металлов в 100 раз больше ПДК. На побережье Балтийского моря проживает 80 млн чел. В 1986 г. в Балтику было сброшено: 940 тыс т азота; 55 тыс т фосфора; 12 тыс т цинка; 4,5 тыс т ртути; 140 т кадмия. Подсчитано: чтобы превратить Балтийское море в мертвую пустыню достаточно сбросить в его воды 200 Кт нефти (1 т нефти растекается в водоеме на поверхности, равной 12 км 2). Считается, что разлитая на поверхности воды нефть (сырая) на 35 % испаряется за 1 сутки, а оставшиеся65% за 10 лет. Вклад каждого из нас в загрязнение поверхности океана составляет около 1 т. Ежегодно в Мировой океан с поверхностным стоком попадает до 3 млн т фосфора. Ежегодная добыча соединений фосфора (в пересчете на элементарный фосфор) оценивается в 2 млн т, а это ведет к ухудшению качества воды и смене обычной флоры на сине-зеленые водоросли, которые вызывают «цветение» пресных вод и выделяют токсины, причиняющие вред здоровью человека (желудочно-кишечные болезни, гепатит, раковые заболевания). Количество раковых заболеваний резко возрастает при хлорировании пресной воды, загрязненной фенолами: хлорированная вода на20% увеличивает риск заболевания раком мочевого пузыря и почек; на 40–50% раком желудка, кишечника и печени.

Человечество должно отказаться от идеи использования природных вод в качестве естественной крупномасштабной системы очистки сточных вод, в противном случае оно рискует остаться без резервов питьевой воды требуемого качества.

Подвижный баланс экологического равновесия не будет поддерживаться беспредельно, так как увеличивается процент распашки земель, с исчезновением животных, растений, увеличением эрозии, исчезновением ключей, ручейков, речек. Нарушается экологический процесс за счет строительства ГЭС, непродуманных мелиоративных работ в масштабах региона, страны.

В сельском хозяйстве для уничтожения вредителей полей применяют пестициды, но вредители быстро приспосабливаются к ядам. В 1965 году устойчивых к ядам насекомых в РФ было182 вида, а в 1978 году – 364 вида. В РФ применяется примерно 500 видов пестицидов, а умеем определять ПДК только у 50. Стало ясно – мы сами при массированном отравлении среды можем больше пострадать от пестицидов, чем наши враги. В этом нас подводит экологическая неграмотность. Вредители быстро размножаются, их поколения быстро сменяют друг друга, с вредителями предстоит долгая и упорная борьба с помощью новых методов. Окружающая среда резко «загрязняется» шумами промышленных предприятий, транспортом и т.д., электромагнитными полями, отрицательно влияющими на состояние здоровья людей.

В настоящее время примерно 2% от природных богатств используется полезно, остальное – выбросы в атмосферу, водный бассейн, землю. На каждого человека в год приходится около 1,5 млн химических соединений, а чтобы определить ПДК каждого соединения, группе разных специалистов требуется несколько лет. Сама среда даже синтезирует вещества из выбросов промышленного производства.