Загрязнение окружающей среды

Полихлорбифенилы (ПХБ) попадают в окружающую среду                         в результате сбросов промышленных сточных вод и сжигания твердых отходах на свалках.  Последний источник поставляет ПБХ в атмосферу, откуда  они с атмосферными осадками выпадают во всех   районах Земного шара.  Так в пробах снега, взятых в Антарктиде, содержание ПБХ составило 0,03 - 1,2 кг./л.

3.3. Синтетические поверхностно-активные вещества.

Детергенты (СПАВ) относятся к обширной группе веществ, понижающих поверхностное  натяжение  воды.  Они входят в  состав  синтетических моющих средств (СМС), широко применяемых в быту и промышленности.  Вместе  со сточными водами СПАВ попадают в материковые воды и морскую среду.

СМС  содержат  полифосфаты натрия, в которых растворены детергенты, а также ряд добавочных ингредиентов, токсичных для водных организмов: ароматизирующие вещества, отбеливающие реагенты (персульфаты, пербораты), кальцинированная сода,  карбоксиметил-целлюлоза, силикаты  натрия.

В  зависимости  от  природы  и структуры гидрофильной части  молекулы СПАВ делятся на анионоактивные, катионоактивные, амфотерные и неионогенные. Последние не образуют ионов в воде. Наиболее распространенными среди СПАВ являются  анионактивные вещества.  На их долю приходится более 50% всех производимых в мире СПАВ.

Присутствие СПАВ в сточных водах промышленности связано с использованием  их в таких процессах,  как флотационное обогащение руд, разделение продуктов химических технологий,  получение полимеров, улучшение условий бурения нефтяных и газовых скважин, борьба с коррозией оборудования. В сельском хозяйстве СПАВ применяется в составе пестицидов.

3.4. Соединения с канцерогенными свойствами.

Канцерогенные вещества - это химически  однородные соединения, проявляющие  трансформирующую  активность  и  способность вызывать канцерогенные,   тератогенные  (нарушение процессов   эмбрионального развития) или мутагенные изменения в организмах.  В зависимости от условий воздействия они могут приводить к ингибированию роста,  ускорению старения, нарушению индивидуального развития  и изменению генофонда организмов.

К веществам, обладающим канцерогенными свойствами, относятся хлорированные  алифатические углеводороды, винилхлорид, и особенно, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ).    Максимальное количество  ПАУ в современных данных осадках Мирового океана (более 100 мкг/км массы сухого вещества) обнаружено  в тентонически активных  зонах,  подверженным глубинному термическому воздействию.  Основные антропогенные источники ПАУ в окружающей среде - это пиролиз органических веществ при сжигании различных материалов, древесины и топлива.

3.5. Тяжелые металлы.

Тяжелые металлы (ртуть,  свинец,  кадмий, цинк, медь, мышьяк) относятся  к числу распространенных  и  весьма  токсичных загрязняющих веществ. Они широко применяются в различных промышленных производствах,  поэтому, несмотря  на очистные мероприятия, содержание соединения тяжелых металлов  в промышленных  сточных водах довольно высокое. Большие массы этих соединений  поступают в океан через атмосферу. Для морских биоценозов наиболее опасны: ртуть,  свинец и кадмий.  Ртуть переносится в   океан с материковым стоком и через атмосферу.

При выветривании осадочных и изверченных  пород  ежегодно  выделяется  3,5 тыс. т. ртути.  В составе атмосферной  пыли содержится около 12 тыс. т. ртути, причем значительная часть - антропогенного происхождения. Около половины годового промышленного производства  этого  металла (910 тыс. т./год) различными путями  попадает  в   океан. В районах, загрязняемых промышленными водами, концентрация ртути в растворе и  взвесях сильно повышается. При этом некоторые бактерии  переводят  хлориды в высокотоксичную метил  ртуть.

Заражение морепродуктов  неоднократно  приводило  к ртутному отравлению прибрежного населения. К 1977 году насчитывалось 2800 жертв болезни Миномата, причиной которой послужили отходы предприятий по производству хлорвинила и ацетальдегида, на которых в качестве  катализатора  использовалась хлористая ртуть. Недостаточно очищенные сточные воды предприятий поступали в залив Миномата. 

Свинец - типичный рассеянный  элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: в  горных породах, почве,  природных водах, атмосфере, живых  организмах. Наконец,  свиней  активно рассеивается в окружающую среду в процессе  хозяйственной деятельности  человека.

Это  выбросы с  промышленными  и бытовыми стоками,  с дымом          и пылью  промышленных предприятий,  с  выхлопными  газами   двигателей внутреннего сгорания.  Миграционный поток свинца с континента  в  океан идет не только с речными  стоками, но и через атмосферу. С  континентальной  пылью  океан  получает (20-30) т.   свинца в год.

3.6. Сброс отходов в море с целю захоронения (дампинг).

Многие страны,  имеющие выход  к морю,  производят  морское  захоронение различных материалов и веществ, 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.

Поэтому дампинг рассматривается  как вынужденная мера, временная  дань общества несовершенству технологии. В шлаках промышленного производства  присутствуют  разнообразные  органические вещества и соединения тяжелых металлов. Бытовой мусор в среднем содержит (на массу сухого вещества)  32-40%  органических веществ; 0,56% азота;  0,44%  фосфора;  0,155% цинка; 0,085%  свинца; 0,001%  ртути; 0,001% кадмия.

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.

Присутствие большого количества органических веществ создает в  грунтах  устойчивую восстановительную среду,  в которой возникает особый тип  иловых вод,  содержащих сероводород,  аммиак,  ионы металлов.  Воздействию  сбрасываемых материалов в разной степени  подвергаются организмы бентоса  и др.

В случае образования поверхностных  пленок,  содержащих нефтяные углеводороды и СПАВ, нарушается газообмен на границе воздух - вода. Загрязняющие вещества, поступающие в раствор, могут аккумулироваться в тканях и органах гидробиантов  и оказывать токсическое воздействие на  них.

Сброс материалов дампинга на дно  и длительная повышенная мутность приданной  воды приводит к  гибели от удушья малоподвижные  формы бентоса.  У выживших рыб,  моллюсков и ракообразных  сокращается  скорость  роста  за  счет ухудшения  условий питания и дыхания. Нередко  изменяется видовой состав данного  сообщества.

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. 

3.7. Тепловое загрязнение.

Тепловое загрязнение  поверхности  водоемов   и  прибрежных   морских акваторий  возникает  в  результате  сброса  нагретых сточных вод электростанциями и  некоторыми промышленными  производствами. Сброс  нагретых вод во многих случаях  обуславливает повышение температуры  воды в водоемах  на  6-8  градусов Цельсия. Площадь  пятен нагретых вод в прибрежных районах может  достигать 30 кв. км.

Более устойчивая температурная стратификация  препятствует водообмену поверхностным и донным слоям. Растворимость кислорода уменьшается,  а потребление его возрастает, поскольку с ростом температуры усиливается активность аэробных бактерий,  разлагающих органическое вещество. Усиливается видовое разнообразие  фитопланктона и всей флоры   водорослей.

На основании обобщения материала  можно сделать вывод, что эффекты  антропогенного воздействия на водную среду проявляются на  индивидуальном и популяционно-биоценотическом  уровнях, и длительное действие загрязняющих веществ приводит к упрощению  экосистемы.

4. Загрязнение почвы.

Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы Земли.  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 загрязнения  различного рода. Если это звено  биосферы будет разрушено,  то сложившееся  функционирование биосферы необратимо нарушится. Именно поэтому чрезвычайно  важно изучение глобального биохимического значения почвенного покрова,  его  современного состояния и изменения          под влиянием антропогенной деятельности. Одним из видов  антропогенного воздействия  является загрязнение пестицидами.

4.1. Пестициды как загрязняющий фактор.

Открытие пестицидов - химических средств защиты растений и  животных от  различных  вредителей  и  болезней - одно из важнейших достижений современной науки.  Сегодня  в  мире  на 1 га. наносится 300 кг. химических средств. Однако в результате  длительного применения пестицидов в сельском хозяйстве медицине (борьба  с переносчиками болезней) почти повсеместно отличается снижение из эффективности вследствие развития резистентных рас  вредителей и распространению "новых" вредных организмов, естественные враги и конкуренты которых были  уничтожены пестицидами.

В  то же время действие пестицидов стало   проявляться в глобальных масштабах.  Из громадного количества   насекомых вредными  являются лишь 0,3%  или 5 тыс.  видов.  У 250-ти видов  обнаружена резистентность к пестицидам. Это усугубляется явлением перекрёстной резистенции,  заключающейся в том, что повышенная устойчивость к действию одного  препарата сопровождается устойчивостью к соединениям других классов.

С общебиологических позиций резистентность можно рассматривать   как смену популяций в результате перехода от чувствительного   штамма к устойчивому штамму того же вида  вследствие  отбора,   вызванного пестицидами.  Это явление связано с генетическими,   физиологическими и биохимическими  перестройками организмов.   Неумеренное применение пестицидов (гербицидов,  инсектицидов,   дефолиантов) негативно влияет на качество почвы.  В связи с   этим усиленно  изучается судьба пестицидов в почвах и возможности и возможности их обезвреживать химическими  и  биологическими способами.

Очень  важно создавать и применять  только  препараты с небольшой  продолжительностью  жизни,  измеряемой неделями или месяцами.  В этом направлении  уже были достигнуты определенные успехи и внедряются препараты  с большой  скоростью  деструкции, однако проблема в целом ещё не решена.

4.2. Кислые атмосферные выпады на сушу (кислотные дожди).

Одна из острейших глобальных проблем  современности и обозримого будущего  -  это проблема возрастающей кислотности  атмосферных осадков и почвенного покрова. Районы кислых почв не знают  засух,  но их естественное плодородие понижено и неустойчиво;  они быстро истощаются и урожаи на них низкие.

Кислотные дожди вызывают не только подкисление поверхностных вод  и верхних горизонтов почв. Кислотность  с нисходящими потоками  воды  распространяется на  весь почвенный  профиль и вызывает значительное подкисление грунтовых вод.  Кислотные  дожди возникают в результате хозяйственной деятельности человека, сопровождающейся эмиссией колоссальных количеств  окислов  серы,  азота, углерода.

Эти окислы, поступая в атмосферу, переносятся на большие расстояния, взаимодействуют с водой и  превращаются в  растворы  смеси  сернистой,  серной,  азотистой,  азотной и  угольной кислот,  которые  выпадают в виде "кислых дождей"  на  сушу,  взаимодействуя с растениями, почвами, водами.

Главными  источниками в атмосфере  является сжигание сланцев, нефти, углей,  газа в индустрии, в сельском хозяйстве, в быту. Хозяйственная деятельность человека почти вдвое увеличила  поступление  в атмосферу окислов  серы,  азота,  сероводорода и оксида  углерода. Естественно, что это сказалось  на повышении кислотности атмосферных  осадков,  наземных и грунтовых  вод. Для решения этой проблемы необходимо увеличить объём  представительных систематических измерений соединений загрязняющих атмосферу веществ  на больших территориях.  

Заключение

Охрана природы - задача нашего века, проблема, ставшая социальной.  Снова  и снова мы слышим об опасности, грозящей окружающей среде, но до сих пор многие из нас считают их неприятным,  но неизбежным порождением цивилизации  и полагают, что мы ещё успеем справиться со всеми выявившимися  затруднениями.

Однако воздействие человека на окружающую среду приняло угрожающие масштабы. Чтобы в корне улучшить положение, понадобятся  целенаправленные и продуманные действия.  Ответственная  и действенная политика по отношению  к  окружающей  среде  будет  возможна лишь в том случае, если мы накопим надёжные данные о современном  состоянии среды,  обоснованные знания о  взаимодействии важных экологических  факторов,  если разработает новые  методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимого природе человеком.