На всех стадиях развития человек был тесно связан с природой. Но по мере появления и формирования индустриального общества все чаще проблемой современного мира становится загрязнение окружающей среды.

Виды загрязнений достаточно многообразны по своей силе воздействия и характеризуются опасностью распространения в воздушном пространстве, а также в водной стихии и с помощью почвы.

Естественные причины

Существует два типа источников вредных выбросов в атмосферу - естественный и антропогенный. Именно таковы его основные виды. схема которого приведена ниже - важная проблема, требующая решения.

Первый вид никак не связан с деятельностью людей и происходит по определенным законам природы. Необходимо отметить, что загрязнения данного вида имели место быть задолго до того, как появилось человечество, поэтому окружающая среда с такими «отбросами» прекрасно справляется.

Это связано с тем, что в эволюции уже заложены природные катаклизмы (бури, извержение вулканов, лесные пожары, разложение погибших животных и растений). Естественные загрязнения можно рассматривать как биологическое загрязнение окружающей среды. Виды загрязнения такого рода включают, прежде всего, продукты жизнедеятельности самой природы в целом.

Естественные загрязнения можно проиллюстрировать следующими примерами:

Долина Смерти. У подножья вулкана Кихпиныч (Камчатка) простирается долина, которая заполнена вулканическими сероводородными газами. При отсутствии ветра над уровнем земли газ скапливается, и гибнут все животные и птицы, которые попадают в данную область. Ученые, занимающиеся исследованием Долины Смерти, не только изучают данный феномен, но и очищают территорию от трупов. Это необходимо в связи с тем, чтобы в долину не приходили падальщики, которые могут нанести вред не только живым животным, но и распространить инфекцию от мертвых. Таким образом, данный тип загрязнения обладает достаточно яркими признаками, которые имеют подобные виды экологических загрязнений окружающей среды.

- «Красный прилив». На поверхности морей образуется покрытие бурого цвета, сильно напоминающее кровь. Это происходит в связи с размножением определенного вида водорослей, которые по своей природе очень токсичны. Ядовитые вещества попадают по пищевой цепочке в обитателей моря, отчего последние гибнут.

Известны случаи, когда экипажи судов, проходящих в таких областях, получали сильнейшее отравление, употребив в пищу выловленную в «ядовитых» местах рыбу или моллюсков. Ученые связывают появление токсичных водорослей с большим объемом химических выбросов в воды океана.

Антропогенные источники

Насыщение природы вредными веществами человеком заслуживают отдельного внимания, так как не ограничиваются разложениями или пожарами по вине людей. Классификация видов загрязнения окружающей среды в этом случае, может быть следующая:

Радиоактивные осадки;

Неорганическое загрязнение вод;

Органическое;

Тепловые виды;

Загрязнение почвы;

Насыщение пестицидами;

- (как итог взаимосвязи с круговоротом воды в природе).

Все перечисленные способы - виды антропогенного загрязнения окружающей среды, то есть результат человеческой деятельности.

Аэрозольные выбросы

В атмосфере в связи с функционированием человечества находится масса примесей, которые можно назвать техногенной пылью. Она выражается в виде тумана, дымки или обычного дыма. В результате сжигания определенных веществ в производстве ядовитые пары и канцерогенные соединения выбрасываются в окружающую среду.

Основными источниками появления техногенной пыли являются металлургические заводы, нефтеперерабатывающие, сажевые и другие подобные, которые используют термическую обработку сырья. Также основные виды загрязнения окружающей среды аэрозольным способом включают в себя выброс пыли и ядовитых веществ в горной промышленности.

При формировании искусственных насыпей (отвалов) из вскрышных пород при добыче полезных ископаемых в атмосферу выбрасывается огромное количество результатов переработки. Вредные частицы выделяются в окружающую среду и во время взрывных работ.

Например, при взрыве средней мощности выделяется до 2 тысяч кубических метров оксида углерода и около 150 тонн пыли. Во время технологических процессов переработки полуфабрикатов для производства цемента в воздух также выделяется масса химических веществ и технологической пыли.

Аэрозольными можно назвать и виды загрязнения окружающей среды транспортом. В результате сгорания вещества (бензина или дизельного топлива) происходит выделение газов: оксидов углерода, углеводорода и азота. Длительность нахождения этих смесей в атмосфере до их естественного разложения составляет от нескольких часов до нескольких лет.

Фотохимический туман

Смог образуется путем соединения химически вредных выбросов в атмосферу с солнечной радиационной энергией. В результате происходит фотохимическая реакция оксидов азота, углеводородов и других вредных веществ.

Туман, таким образом, представляет такую категорию насыщения вредными веществами, которую содержат в себе виды химических загрязнений окружающей среды.

Цепная реакция превращения диоксида азота в оксид азота и атомарный кислород должна давать в результате озон (соединение молекулярного и атомарного кислорода). Реакция окисления азота данным соединением должна давать молекулярный кислород и как итог, диоксид азота. Однако озон при возникновении тут же вступает в реакцию с выхлопными газами в атмосфере, в результате чего образуется определенное количество объединенных атомов и молекул кислорода.

Данное соединение, вступая в реакцию с примесями в воздухе, образует оксиданты и свободные радикалы, которые характерны для смога. Соединения, которыми воздух буквально пропитан, оказывают крайне негативное воздействие на кровеносную и дыхательную системы жителей, в результате чего человек может погибнуть.

Радиоактивные осадки

Данный вид загрязнений - наиболее опасный для человечества и для всего живого в мире. Осадки, которые содержат радиоактивные частицы, представляют собой атмосферную влагу и пыль.

Наиболее тяжелые частицы радиоактивных элементов оседают сразу же на поверхности земли, более легкие имеют свойство задерживаться в атмосфере и переноситься на довольно большие расстояния.

За счет радионуклеотиды, содержащиеся в воздухе, выпадают на землю в виде дождя, снега или тумана.

При попадании таких осадков на кожу человека радиоактивные атомы проникают внутрь организма, разрушая его постепенно изнутри.

Неорганические типы

Виды загрязнения окружающей представлены также и неорганическими «методами».

В связи с развитием промышленности в воду попадают отходы, которые образуются во время деятельности заводов и предприятий по заготовке и обработке лесоматериала, при производстве работ в шахтах, на рудниках, а также в результате использования транспорта.

Например, в сточных водах, которые затем попадают в водоемы, содержится большое количество остатков синтетических моющих средств. Данные элементы, попадая в водоочистительную систему, не удаляются и возвращаются в водопровод.

Виды химических загрязнений окружающей среды включают в данном случае загрязнение сточных вод соединениями таких элементов, как кадмий, мышьяк, свинец, ртуть и других не менее опасных веществ.

Указанные соединения поглощаются низкоорганизованными обитателями водоемов и передаются по пищевой цепочке высокоорганизованным организмам.

Химические загрязнения имеют свойство менять рН воды до такого состояния, когда в такой воде не могут жить и размножаться обитатели водной среды.

Однако многие беспозвоночные организмы, населяющие водную стихию, способны накапливать в себе радиоактивные элементы и яды. Именно поэтому они служат в качестве индикатора того, какие основные виды загрязнения окружающей среды обусловили загрязнение водоема.

Несмотря на то что вода имеет свойство самоочищаться, в связи с попаданием в нее большого количества химических соединений, организмы, обеспечивающие очищение, погибают. Соответственно, требуются дополнительные методы отделения вредных частиц от воды, но, к сожалению, этого недостаточно.

Органический "мусор"

Виды загрязнений среды, окружающей человека, включают в себя и органическую их природу. К таким можно отнести нефть, состоящую в основном из насыщенных углеводородов.

При наличии на поверхности воды обитатели морей, а также животные и растения прибрежной зоны погибают.

Это происходит по причине того, что нефть, попадая на рыб или водоплавающих птиц, обволакивает их тонкой черно-коричневой пленкой, в связи с чем нарушается естественная обтекаемость поверхности оперения птиц (или чешуи рыб).

Задолго до того как люди научились добывать данный природный ресурс, нефть также попадала на поверхность воды. Однако в морях и океанах существуют микроскопические бактерии, способные перерабатывать "черное золото", питаясь им. Постепенно пятно с поверхности исчезает, а бактерии становятся пищей для высокоорганизованных существ.

Сложность на сегодняшний день в естественном уничтожении пятен составляет огромное количество нефти, которая выливается при крушении танкеров или авариях на платформах. Бактерии не успевают ее переработать, и горючая субстанция может попасть с течением в другие водоемы, распространяясь по Мировому океану.

Тепловой тип

Выбросы температурно неустойчивых сточных вод в реки и озера электростанциями - этот пример иллюстрирует такую категорию, как виды энергетического загрязнения окружающей среды.

На первый взгляд, небольшое повышение температуры воды не должно причинить вред экосистеме в целом. Однако количество таких стоков и постоянное изменение и нестабильность температуры жидкости в водоемах приводит к искусственному ограничению водообмена между поверхностью и дном.

Так как происходит нарушение круговорота, необходимого для рационального функционирования фитопланктона и водорослей, видовое постоянство водной структуры меняется.

Загрязнение почвы

Почва Земли является важнейшим компонентом биосферы. Данная оболочка аккумулирует не только органические вещества, но и энергию. Существование почвы как элемента биосферы представляет собой одно из важных звеньев в ее функционировании. Поэтому проблемы загрязнения земной поверхности химикатами (органическими и неорганическими), а также особого рода веществами (пестицидами) требуют особого внимания со стороны ученых.

Загрязнение пестицидами

Так как специальные ядохимикаты для обработки растений производятся и используются человеком, можно сказать, что заражение почвы данными элементами может иллюстрировать виды окружающей среды.

Несмотря на то что данная группа химикатов является важным элементом в сельском хозяйстве для масштабного выращивания растительных продуктов питания, такие яды представляют огромную опасность для почвы.

Пестициды имеют свойство накапливаться в организме, в который они попали и, подобно радиоактивным элементам, разрушают здоровье человека изнутри, а также приводят к гибели многих микроорганизмов. Нарушение естественного течения эволюционного процесса происходит, кроме других причин, еще и в связи с тем, что наблюдается загрязнение окружающей среды.

Виды загрязнений, к которым можно отнести и насыщение пестицидами, вызывают нарушение равновесия и, как следствие, естественного отбора. По пищевой цепочке химикаты проникают в организм человека и обнаруживаются не только во внутренних органах взрослых людей, но и у новорожденных. Это означает, что накопленные в процессе жизни пестициды способны вертикально передаваться от матери к ребенку.

На сегодняшний день разрабатывают и испытывают такие химикаты, которые после применения, оказав необходимое действие, самостоятельно разлагаются на безопасные элементы. При этом важно соблюдать порядок химической реакции, исключая присутствие таких катализаторов, которые могли бы нарушить естественное течение разложения вредных веществ на элементарные.

Кислотные дожди

В итоге функционирования человека в атмосферу выделяется большое количество окисей химических элементов, что вызывает загрязнение окружающей среды. Виды загрязнений можно условно определить как бытовые и промышленные.

При сжигании горючих материалов, предназначенных для бытовых и производственных нужд, происходит выделение окислов азота, серы, углерода и сероводорода. При взаимодействии с влагой, содержащейся в атмосфере, данные смеси перерождаются в кислоты, которые затем выпадают в виде осадков.

При угрозе возникновения таких аномалий необходимо быть предельно осторожным, так как воздействие кислоты на людей, даже в небольшой концентрации, вызывает химический ожог. Попав под кислотный дождь, человек может не только потерять часть своих волос или испортить головной убор, но и получить ожог лица или всего тела.

Кислота, выпадая в наносит вред не только людям, но и почве, то есть вызывает загрязнение окружающей среды. Виды загрязнений, которые связаны с особенностями циркулирования воды в природе, вызывают перенасыщение земли данными соединениями. Почва в дальнейшем не способна сохранять полезные природные свойства. В случае если на такой почве появляется растительность, принимаемая затем в пищу, она может нанести ущерб здоровью человека.

Кроме этого, кислотная дождевая вода, проникая глубоко в грунт, попадает в подземные воды. Именно они распространяют химические соединения на большие расстояния, что в дальнейшем может навредить даже тем районам, которые достаточно далеко располагаются от местности, где выпали кислотные осадки.

Шумовые загрязнения

Человек не может жить в абсолютной тишине, так же как и при довольно громких звуках. Данный дисбаланс меняет внутричерепное давление и может привести к нарушению работы всего организма.

В связи с этими особенностями человеческой сущности можно выделить окружающей среды, которое нельзя увидеть.

Шум, который производят многочисленные заводы, техника, поезда, автомобили, действует на жителей больших городов или людей, которые вынуждены находиться рядом с такими «шумными» достижениями человечества, крайне отрицательно.

Воздействие подобных звуков нарушает естественное функционирование внутренних органов, сосудов и т. д., что в худшем случае может привести к преждевременному старению и смерти.

Способы борьбы

Виды источников загрязнения окружающей среды довольно разнообразны. Однако можно отметить, что все они связаны с человеческой деятельностью. Одни источники напрямую загрязняют атмосферу, почву или воду ядовитыми веществами, другие - только нарушают естественный ход событий в природе. При этом довольно часто слабеет система, разрываются важные пищевые и другие цепочки, происходят мутации.

Генетически измененные организмы - это особи, полностью приспособленные к выживанию в условиях сильнейшего загрязнения окружающей среды. При каждой атаке ядохимикатами клетки настолько сильно менялись, что могли (уже у будущих поколений) противостоять разрушительному действию наиболее сильных веществ.

Но не стоит забывать о том, что наша Земля не приспособлена для поглощения «удобств» цивилизации, поэтому на сегодняшний день ведутся разработки уже не новых химически опасных веществ, а их нейтрализаторов.

Новейшие препараты или культуры микроорганизмов призваны не только не нанести вред, но и способствовать быстрейшему разложению на безопасные элементы тех веществ, которые планируется применять.

Сахалинская гречиха

Выявляются и используются природные свойства растений и организмов в борьбе за чистоту планеты. Например, у сахалинской гречихи есть отличное свойство - она может прорастать и цвести на почве, которая насыщена тяжелыми металлами.

По результатам многочисленных экспериментов, такие растения могут за 1 только год «забрать» из почвы до 1 кг кадмия, 24 кг свинца и 322 кг цинка. А эксперимент на одном из военных полигонов, где испытывали химическое оружие, показал, что через 2 года после высадки гречихи в грунт почва была совершенно чиста.

Загрязнение окружающей природной среды.

Загрязнением окружающей природной среды считается физико-химическое изменение состава природного вещества (воздуха, воды, почвы), которое угрожает состоянию здоровья и жизни человека, окружающей его естественной среды. Загрязнение бывает космическое - естественное, которое земля в значительном количестве получает из космоса, от извержения вулканов, и антропогенное, совершенное в результате хозяйственной деятельности человека. Рассмотрим второй вид загрязнения, совершаемого по воле человека.

Антропогенное загрязнение окружающей среды подразделяется на несколько видов. Это пылевое, газовое, химическое (в том числе загрязнение почвы химикатами), ароматическое, тепловое (изменение температуры воды), что отрицательно сказывается на жизнедеятельности водных животных. Источником загрязнения окружающей природной среды выступает хозяйственная деятельность человека (промышленность, сельское хозяйство, транспорт). В зависимости от региона доля того или иного источника загрязнения может значительно колебаться. Так, в городах наибольший удельный вес от загрязнения дает транспорт. Его доля в загрязнении окружающей среды составляет 70-80 %. Среди промышленных предприятий наиболее «грязными» считаются металлургические предприятия. Они на 34 % загрязняют окружающую среду. За ними следуют предприятия энергетики, прежде всего тепловые электростанции, которые на 27 % загрязняют окружающую среду. Остальные проценты падают на предприятия химической (9 %), нефтяной (12 %) и газовой (7 %) промышленности.

В последние годы на первое место по загрязнению выдвинулось сельское хозяйство. Это связано с двумя обстоятельствами. Первое - увеличение строительства крупных животноводческих комплексов при отсутствии какой-либо очистки образующихся отходов и их утилизации, и второе - увеличение применения минеральных удобрений и ядохимикатов, которые вместе с дождевыми потоками и подземными водами попадают в реки и озера, нанося серьезный ущерб бассейнам крупных рек, их рыбным запасам и растительности.

Ежегодно на одного жителя Земли приходится свыше 20 т отходов. Основными объектами загрязнения являются атмосферный воздух, водоемы, включая Мировой океан, почвы. Ежедневно в атмосферу выбрасываются тысячи и тысячи тонн угарного газа, окислов азота, серы и других вредных веществ. И только 10 % этого количества поглощается растениями. Окись серы (сернистый газ) - основной загрязнитель, источником которого являются тепловые электростанции, котельные, металлургические заводы.

Концентрация двуокиси серы в окислах азота, порождает кислотные дожди, которые уничтожают урожай, растительность, вредно сказываются на состоянии рыбных запасов. Наряду с сернистым газом отрицательное воздействие на состояние атмосферы оказывает углекислый газ, который образуется в результате горения. Его источники - тепловые электростанции, металлургические заводы, транспорт. За все предшествующие годы доля углекислого газа в атмосфере увеличилась на 20 % и продолжает увеличиваться на 0,2 % в год. При сохранении таких темпов прироста к 2000 году в атмосфере доля углекислоты возрастет на 30-40 %.

Такое физико-химическое изменение атмосферы может привести к явлению парникового эффекта. Суть его в том, что накопление углекислоты в верхних слоях атмосферы будет препятствовать нормальному процессу теплообмена между Землей и Космосом, будет сдерживать тепло, накапливаемое Землей в результате хозяйственной деятельности и в силу определенных естественных причин, например, извержения вулканов.

Парниковый эффект выражается в повышении температуры, изменении погоды и климата. Подобные явления мы наблюдаем уже сейчас. При современных антропогенных нагрузках каждые 10 лет температура будет повышаться на 0,5°. Последствия такого изменения температуры выражаются в повышении уровня Мирового океана и затоплении части суши, населенных пунктов. Надо сказать, что за 100 лет уровень Мирового океана поднялся на 10-12 см, но при парниковом эффекте такой подъем может быть ускорен в 10 раз.

Другим последствием парникового эффекта может стать рост опустынивания земель. Уже сейчас 6 млн га земель ежегодно обращаются в пустыню.

С загрязнением атмосферы связано состояние озонового слоя Земли, основная функция которого состоит в охране человека и природной среды Земли от губительного воздействия ультрафиолетового излучения из Космоса. Под воздействием озоноразрушающих веществ - флерона, фреона, хлора, углерода, выделяемого холодильными установками, автомобилями и т.д., идет постепенное разрушение этого слоя, в частности, в отдельных местах над плотнонаселенными территориями его толщина уменьшилась на 3 %. Известно, что сокращение озонового слоя на 1 % ведет к росту заболеваемости рака кожи на 6 %.

Другими не менее важными объектами загрязнения являются водоемы, реки, озера, Мировой океан. В Мировой океан ежегодно сливаются миллиарды тонн жидких и твердых отходов. Среди этих отходов первенствует нефть, которая попадает в океан с судов, в результате добычи нефти в морской среде, а также вследствие многочисленных аварий танкеров. Разлив нефти ведет к образованию в океане нефтяной пленки, гибели живых ресурсов моря, в том числе водорослей, плангтона, вырабатывающих кислород.

Кислород в атмосфере пополняется за счет двух источников - растительности (примерно 40 %) и Мирового океана (60 %). В Мировом океане кислород вырабатывается мельчайшими организмами - плангтоном. Гибель плангтона под нефтяной пленкой уменьшает возможности океана пополнять атмосферу Земли запасами кислорода. В результате нефтяного и другого загрязнения Мирового океана наблюдаются такие негативные явления, как размножение одноклеточной золотистой водоросли, которая в процессе своего развития поглощает кислород и выделяет углекислый газ. Она очень плодовита и развивается молниеносными темпами. Обычно ее пояс бывает шириной до 10 км и толщиной 35 м; скорость движения 25 км в день. В процессе движения эта масса водорослей уничтожает всю живую жизнь в океане - и растительную, и животную. Такие явления наблюдаются в Северном море, на юге Скандинавии.

Кроме того, загрязнение Мирового океана ведет не только к сокращению продовольственных ресурсов, рыбных запасов, но и заражению их вредными для человека веществами. Обнаружено, что, например, балтийская треска имеет на 1 кг веса до 80 миллиграммов ртути, т.е. в 5-8 раз больше, чем в медицинском термометре.

Массовым источником загрязнения окружающей среды стали химикаты, применяемые в сельском хозяйстве: минеральные удобрения, ядохимикаты, стимуляторы роста. На планете сейчас распространено свыше 5 млн различного рода химических веществ и соединений. Токсичность действия их мало изучена (примерно 40 тысяч веществ).

Эти и другие последствия загрязнения окружающей природной среды в конечном итоге отрицательно сказываются на физическом здоровье человека, на его нервном, психическом состоянии, на здоровье будущих поколений. Некоторые данные: 20 % населения постоянно подвергается аллергии в результате вредного воздействия загрязнения окружающей среды; каждый день на земном шаре умирает 25 тыс. человек из-за плохой воды, т.е. воды, которая содержит в больших дозах концентрации вредных веществ; 35 % населения промышленных городов систематически страдает различного рода болезнями, вызванными загрязнением окружающей среды.

Истощение и разрушение природной среды.

В результате хозяйственной деятельности происходит постепенное истощение природной среды, т.е. потеря тех природных ресурсов, которые служат для человека источником его экономической деятельности. Выше уже говорилось о вырубке лесов. Потеря лесов - это не только потеря кислорода, но и важнейших экономических ресурсов, необходимых человеку для дальнейшей деятельности.

При нынешних темпах потребления разведанные запасы каменного угля, нефти, природного газа и других полезных ископаемых расходуются более высокими темпами, чем это было раньше, и количество этих запасов катастрофически уменьшается. Правда, общество располагает перспективой использования иных, новых видов энергии, в частности, атомной, энергии водорода, запасы которого неистощимы. Но использование атомной энергии в мирных целях, в крупномасштабном объеме тормозится нерешенностью проблемы захоронения отходов атомной промышленности. Освоение водорода как источника энергии теоретически допустимо и возможно, но практически, точнее, технологически, эта задача пока еще не решена на уровне промышленного производства.

Возрастают темпы потребления пресной воды, что ведет к истощению невозобновляемых водных ресурсов. Для примера можно привести такие данные: на все нужды в сутки один человек затрачивает в среднем 150-200 л воды; столичный житель 200-300 л; житель Москвы в сутки расходует 500-600 л. Некоторые страны вообще лишены пресной воды и пользуются привозной. Попытка решить проблему обеспечения пресной водой за счет транспортирования айсбергов из северных стран в южные, в частности Африку, не увенчалась успехом. Переработка морской воды идет в городе Шевченко на Каспии, но пока эта проблема промышленного опреснения морской воды не получила широкого развития не только у нас в стране, но и во всем мире. Здесь есть свои сложности: для потребления опресненную воду требуется разбавлять обычной водой, и только в такой смеси она может быть использована по назначению.

Истощение и загрязнение природной среды ведут к разрушению экологических связей, образованию районов и регионов с полностью или частично деградированной природной средой, не способной осуществлять обмен веществ и энергии. Наиболее ярким примером такой деградации является Арал, который медленно умирает из-за отсутствия необходимого стока вод от двух мощных среднеазиатских рек. Деградированы степи Калмыкии в результате нерационального использования земли, перегрузки пастьбой скота, что полностью лишило почвы растительности, которая удерживала почвенный покров.

Загрязнение атмосферы Земли - принесение в атмосферный воздух новых нехарактерных для него физических, химических и биологических веществ или изменение их естественной концентрации.

Виды загрязнения

По источникам загрязнения выделяют два вида загрязнения атмосферы

естественное

антропогенное

По характеру загрязнителя загрязнение атмосферы бывает трёх видов:

физическое - механическое (пыль, твердые частицы), радиоактивное (радиоактивное излучение и изотопы), электромагнитное (различные виды электромагнитных волн, в том числе радиоволны), шумовое (различные громкие звуки и низкочастотные колебания) и тепловое загрязнение (например, выбросы тёплого воздуха и т. п.)

химическое - загрязнение газообразными веществами и аэрозолями. На сегодняшний день основные химические загрязнители атмосферного воздуха это: оксид углерода (IV), оксиды азота, диоксид серы, углеводороды, альдегиды, тяжёлые металлы (Pb, Cu, Zn, Cd, Cr), аммиак, пыль и радиоактивные изотопы

биологическое - в основном загрязнение микробной природы. Например, загрязнение воздуха вегетативными формами и спорами бактерий и грибов, вирусами, а также их токсинами и продуктами жизнедеятельности.

Источники загрязнения

Основными источниками загрязнения атмосферы являются:

Природные (естественные загрязнители минерального, растительного или микробиологического происхождения, к которым относят извержения вулканов, лесные и степные пожары, пыль, пыльцу растений, выделения животных и др.)

Искусственные (антропогенные), которые можно разделить на несколько групп:

Транспортные - загрязнители, образующиеся при работе автомобильного, железнодорожного, воздушного, морского и речного транспорта;

Производственные - загрязнители, образующиеся как выбросы при технологических процессах, отоплении;

Бытовые - загрязнители, обусловленные сжиганием топлива в жилище и переработкой бытовых отходов.

По составу антропогенные источники загрязнения атмосферы также можно разделить на несколько групп:

Механические загрязнители - пыль цементных заводов, пыль от сгорания угля в котельных, топках и печах, сажа от сгорания нефти и мазута, истирающиеся автопокрышки и т. д.;

Химические загрязнители - пылевидные или газообразные вещества, способные вступать в химические реакции;

Радиоактивные загрязнители.

Основные загрязнители

Окись углерода (СО) - бесцветный газ, не имеющий запаха, известен также под названием «угарный газ». Образуется в результате неполного сгорания ископаемого топлива (угля, газа, нефти) в условиях недостатка кислорода и при низкой температуре. При вдыхании угарный газ за счёт имеющейся в его молекуле двойной связи образует прочные комплексные соединения с гемоглобином крови человека и тем самым блокирует поступление кислорода в кровь..

Двуокись углерода (СО2) - или углекислый газ, - бесцветный газ с кисловатым запахом и вкусом, продукт полного окисления углерода. Является одним из парниковых газов.

Диоксид серы (SO2) (диоксид серы, сернистый ангидрид) - бесцветный газ с резким запахом. Образуется в процессе сгорания серосодержащих ископаемых видов топлива, в основном угля, а также при переработке сернистых руд. Он, в первую очередь, участвует в формировании кислотных дождей. Общемировой выброс SO2 оценивается в 190 млн тонн в год. Длительное воздействие диоксида серы на человека приводит вначале к потере вкусовых ощущений, стесненному дыханию, а затем - к воспалению или отеку лёгких, перебоям в сердечной деятельности, нарушению кровообращения и остановке дыхания.

Оксиды азота (оксид и диоксид азота) - газообразные вещества: монооксид азота NO и диоксид азота NO2 объединяются одной общей формулой NOх. При всех процессах горения образуются окислы азота, причем большей частью в виде оксида. Чем выше температура сгорания, тем интенсивнее идет образование окислов азота. Другим источником окислов азота являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения. Количество окислов азота, поступающих в атмосферу, составляет 65 млн тонн в год. От общего количества выбрасываемых в атмосферу оксидов азота на транспорт приходится 55 %, на энергетику - 28 %, на промышленные предприятия - 14 %, на мелких потребителей и бытовой сектор - 3 %.

Озон (О3) - газ с характерным запахом, более сильный окислитель, чем кислород. Его относят к наиболее токсичным из всех обычных загрязняющих воздух примесей. В нижнем атмосферном слое озон образуется в результате фотохимических процессов с участием диоксида азота и летучих органических соединений.

Углеводороды - химические соединения углерода и водорода. К ним относят тысячи различных загрязняющих атмосферу веществ, содержащихся в несгоревшем бензине, жидкостях, применяемых в химчистке, примышленных растворителях и т. д.

Свинец (Pb) - серебристо-серый металл, токсичный в любой известной форме. Широко используется для производства красок, боеприпасов, типографского сплава и т. п. Около 60 % мировой добычи свинца ежегодно расходуется для производства кислотных аккумуляторов. Однако основным источником (около 80 %) загрязнения атмосферы соединениями свинца являются выхлопные газы транспортных средств, в которых используется этилированный бензин.

Промышленные пыли в зависимости от механизма их образования подразделяются на следующие 4 класса:

механическая пыль - образуется в результате измельчения продукта в ходе технологического процесса;

возгоны - образуются в результате объёмной конденсации паров веществ при охлаждении газа, пропускаемого через технологический аппарат, установку или агрегат;

летучая зола - содержащийся в дымовом газе во взвешенном состоянии несгораемый остаток топлива, образуется из его минеральных примесей при горении;

промышленная сажа - входящий в состав промышленного выброса твёрдый высокодисперсный углерод, образуется при неполном сгорании или термическом разложении углеводородов.

Основными источниками антропогенных аэрозольных загрязнений воздуха являются теплоэлектростанции (ТЭС), потребляющие уголь. Сжигание каменного угля, производство цемента и выплавка чугуна дают суммарный выброс пыли в атмосферу, равный 170 млн тонн в год.

Последствия загрязнения атмосферы Земли

К последствиям загрязнения земли можно отнести парниковый эффект, кислотные дожди, смог и озоновую дыру. Астрономы утверждают, что прозрачность атмосферы уменьшилась за последнее время. Также установлено, что ежегодно из-за загрязнения атмосферы земли погибают не менее 1,3 миллионов человек.

Загрязнение гидросферы.

Краткая характеристика загрязнений гидросферы.

XX век характеризуется интенсивным развитием промышленности, и как следствие этого - сильным загрязнением гидросферы (рек, озёр, морей и океана в целом). Природные воды загрязняются сточными водами различных предприятий и бытовой сферы. Попадают в эти воды вещества, оказывая вредное воздействие на флору и фауну водоёмов, например, нефть оседающие пылевые выбросы строительной индустрии, пищевой химической промышленности и других отраслей народного хозяйства. Так в 60-х годах XX века в водах Москвы-реки исчезла промысловая рыба (в черте города).

Большое загрязняющие воздействие на природные воды оказывает водный транспорт, как за счет выбрасывания в них отходов бытовой и производственной деятельности, так и за счёт утечки топлива и коррозионных процессов на судах. За счёт попадания в пресные воды различных химических соединений, эти воды теряют свои потребительные качества, требуют больше затрат на свою очистку.

Запас качественных пресных вод на Земле постоянно сокращается. Большой урон гидросфере наносят аварии на предприятиях, находящихся на берегах рек. Сильно загрязняют гидросферу и сельскохозяйственные предприятия, особенно крупные животноводческие комплексы и агропромышленные комплексы по выращиванию и переработке сельскохозяйственной продукции. Нерациональное использование удобрений, средств защиты растений и животных, добавок, повышающих продуктивность сельского хозяйства, ухудшает качество природных вод, делает эти воды непригодными для использования без специальной очистки. Кроме химических загрязнений в воды водоёмов попадают биологические загрязнители-микроорганизмы, в том числе и болезнетворные, которые при благоприятных условиях интенсивно размножаются и являются источником эпидемий.

Один из опаснейших загрязнителей водоёмов является нефть. Установлено, что в мировом океане поступает 1% от всей транспортируемой нефти. Одна тонна нефти покрывает тончайшей плёнкой 12 кв. км. поверхности, делая ее непригодной для жизнедеятельности планктона. Легкие фракции нефти образуют подвижную плёнку, средние (по массе) - взвешенную эмульсию, а тяжёлые (мазут) - оседают на дно и токсически воздействуют на бентосные формы водных организмов.

Опаснейшими загрязнителями гидросферы являются радиоактивные вещества, попадающие в воды океана при авариях подводных лодок с ядерными боеголовками, за счет аварии ядерных реакторов и в результате подводных ядерных взрывов. К сожалению, воды океана используются для захоронения вредных отходов, в том числе и ядерных. Вещества, обладающие радиоактивностью опасны тем, что их отрицательное воздействие носит долговременные характер, приводит к появлению уродств вследствие мутаций и т.д.

Большой урон природным водам наносят сточные воды целлюлозно-бумажной промышленности, которая изменяет реакцию среды (pH), вносят в воду различные органические вещества, оказывающие на водные организмы токсическое воздействие, а также объединяющие природные воды кислородом, за счёт окисления.

Отрицательную роль играют сточные воды ТЭЦ за счёт того, что повышают температуру естественных водоёмов, при котором происходит более интенсивное размножение организмов, в том числе и болезнетворных.

Сильное биологическое загрязнение гидросферы происходит за счёт попадания в нее бытовых сточных вод, содержащих фекалии. Кроме того, с этими водами попадают и плохо разлагающиеся в природных условиях синтетические моющие средства (СМС).

В воды рек и озер поступают ливневые и паводковые стоки с городских территорий, загрязнённые солями и бытовыми отходами. В водах морей плавают сотни тысяч предметов, которые не разрушаются в природной среде (стеклянные бутылки и ёмкости, изготовленные из искусственных полимеров и др. предметов).

Значительное засорение и загрязнение оказывает молевой сплав леса, так как массы плывущего леса наносят рыбам ранения, преграждают им путь нерестилищам; за счет эктрамирования веществ, содержащихся в древесине, происходит загрязнение воды этими веществами.

Загрязнения, поступившие в воду, могут попадать через пищевыу цепи, особенно через рыбу, в организм человека. Впечатляющий пример опасности, который подвергает здоровье и жизнь человека из-за загрязнения воды, представляет так называемый болезнь Минаматы. На берегах бухты Минамата, на юге Японии, раньше считавшейся «Морским садом» благодаря богатству и разнообразию морских организмов, в 1956 г. Впервые отметили ранее неизвестную болезнь. Она выражалась в нарушении зрения, слуха и осязания у человека, а также в отключениях его поведения. До конца 1972 г. Обнаружилось 292 случая болезни, из них 62 закончились смертью. Лишь в 1969 удалось окончательно доказать, что причина заболевания - соединения метилртуть, которые многие годы поступало в бухту со сточной канавы водами фабрики «Ниппон чиссо» («Японский азот»). Ядовитое вещество попадало с мелкими морскими организмами и мелкой рыбой к более крупным рыбам, которые вылавливались местными жителями и использовались в пищу. Болезнь поражала преимущественно бедных рыбаков, которые питались ежедневно рыбой.

Вредные вещества из загрязненных водоемов могут попадать в наш организм не только по пищевы цепь. Вредным может оказаться купание в сильно загрязненных озерах, реках и морях.

«Сим возвещается, что завтра с раннего утра всем жителям запрещается гадить в ручей, понеже наш достославный магистрат повелел послезавтра варить пиво». Эту надпись на грубом, но сочном языке «Старого доброго времени» можно прочитать на старинной гравюре. Она свидетельствует о том, как в прошлые века было организованно удаление из города бытовых сточных вод. Лучше ли поставлено это дело сегодня? Во многих местах - да, но далеко не всюду. Так, на пути египетского порта Александрия в Каир можно часто наблюдать на берегах каналов и арыков в оазисах таблицы, на которой с помощью ярких рисунков местности населения разъяснялось, что оправлять свои естественные потребности в водоемы нельзя.

Одна из причин запрета - шистосомоз, болезнь, называемая её бильгарциозом, по фамилии отправителя - немецкого врача Теодора Биьлгарца. Когда человек работает, плавает или просто купается в воде, где имеются возбудители этой болезни, он рискует ею заболеть: возбудитель легко внедряется в кожу. По оценкам шистосомозом в мире страдают свыше 200 млн. человек.

Учение Вернадского о биосфере и понятие ноосферы.

Согласно представлениям Вернадского, биосфера состоит из нескольких разнородных компонентов. Главный и основной - это живое вещество, совокупность всех живых организмов, населяющих Землю. В процессе жизнедеятельности живые организмы взаимодействуют с неживым (абиогенным) - косным веществом. Такое вещество образуется в результате процессов, в которых живые организмы не принимают участия, например, изверженные горные породы. Следующий компонент - биогенное вещество, создаваемое и перерабатываемое живыми организмами (газы атмосферы, каменный уголь, нефть, торф, известняк, мел, лесная подстилка, почвенный гумус и т.д.). Еше одно составляющее биосферы - биокосное вещество - результат совместной деятельности живых организмов (вода, почва, кора выветривания, осадочные породы, глинистые материалы) и косных (абиогенных) процессов.

Косное вещество резко преобладает по массе и объему. Живое вещество по массе составляет ничтожную часть нашей планеты: примерно 0,25 % биосферы. Причем «масса живого вещества остается в основном постоянной и определяется лучистой солнечной энергией заселения планеты». В настоящее время этот вывод Вернадского называется законом константности.

В.И. Вернадский сформулировал пять постулатов, относящихся к функции биосферы.

Первый постулат: «С самого начала биосферы жизнь, в нее входящая, должна была быть уже сложным телом, а не однородным веществом, поскольку связанные с жизнью ее биогеохимические функции по разнообразию и сложности не могут быть уделом какой-нибудь одной формы жизни». Другими словами, первобытная биосфера изначально отличалась богатым функциональным разнообразием.

Второй постулат: «Организмы проявляются не единично, а в массовом эффекте... Первое появление жизни... должно было произойти не в виде появления одного какого-нибудь вида организмов, а их совокупности, отвечающей геохимической функции жизни. Должны были сразу появиться биоценозы».

Третий постулат: «В общем монолите жизни, как бы ни менялись его составные части, их химические функции не могли быть затронуты морфологическим изменением». То есть первичная биосфера была представлена «совокупностями» организмов типа биоценозов, которые и были главной «действующей силой» геохимических преобразований. Морфологические изменения «совокупностей» не отражались на «химических функциях» этих компонентов.

Четвертый постулат: «Живые организмы... своим дыханием, своим питанием, своим метаболизмом... непрерывной сменой поколений... порождают одно из грандиознейших планетных явлений... - миграцию химических элементов в биосфере», поэтому «на всем протяжении протекших миллионов лет мы видим образование тех же минералов, во все времена шли те же циклы химических элементов, какие мы видим и сейчас».

Пятый постулат: «Все без исключения функции живого вещества в биосфере могут быть исполнены простейшими одноклеточными организмами».

Разрабатывая учение о биосфере, В.И. Вернадский пришел к выводу, что главным трансформатором космической энергии является зеленое вещество растений. Только они способны поглощать энергию солнечного излучения и синтезировать первичные органические соединения.

Ноосфе́ра - сфера разума; сфера взаимодействия общества и природы, в границах которой разумная человеческая деятельность становится определяющим фактором развития (эта сфера обозначается также терминами «антропосфера», «биосфера», «биотехносфера».

Ноосфера - предположительно новая, высшая стадия эволюции биосферы, становление которой связано с развитием общества, оказывающего глубокое воздействие на природные процессы. Согласно В. И. Вернадскому, «в биосфере существует великая геологическая, быть может, космическая сила, планетное действие которой обычно не принимается во внимание в представлениях о космосе… Эта сила есть разум человека, устремленная и организованная воля его как существа общественного»

Загрязнение почвы

Почва - природное образование, обладающее рядом свойств живой и неживой природы. Глубина не превышает 20-30 см, на черноземах может достигать около 100 см.

Почва заключается в органических веществах, минеральных соединениях, живых организмах; для всякой почвы присущ свой генотип.

Гумус основное и непременное условие злачности почвы; это сложный органо-минеральный комплекс. В условиях наилучшего ведения земледелия, в природных условиях сберегается положительный баланс гумуса.

Антропогенное загрязнение Среды

Под загрязнением окружающей среды понимают нежелательное изменение ее свойств в результате антропогенного поступления различных веществ и соединений. Это загрязнение приводит к вредному воздействию на литосферу, гидросферу, атмосферу, на биосферу, на здания, конструкции и материалы, а в конечном итоге и на самого человека. Главным источником такого загрязнения является возвращение в природу огромной массы отходов, которые образуются в процессе производства и потребления человеческого общества. По подсчетам ученых в 1970 г. они составляли 40 млн. т, а к концу XX в. их объем может достигнуть 100 млрд. т. Особенно опасно поступление в окружающую среду химических веществ, синтезированных человечеством и ранее не существовавших в природе. Существует большое количество загрязнений и их видов. Рассмотрим некоторые из них.

Загрязнение почвенного покрова происходит в результате нерационального природодользования. Это загрязнение может возникать от безграмотного ведения сельского хозяйства, нарушения земель, в процессе строительства и горных выработок. В результате этого возникают мало продуктивные и непродуктивные земли. В крайнем случае, возникает ландшафт, так называемых «дурных земель» (бедленд), которые в настоящее время занимают 1% поверхности суши. Важной причиной загрязнения почв могут быть промышленные и сельскохозяйственные отходы, бытовой мусор, неправильное внесение удобрений. Главными загрязнителями являются тяжелые металлы и их соединения, удобрения, ядохимикаты, радиоактивные вещества.

Загрязнение гидросферы происходит, прежде всего, в результате сброса в реки, озера и моря сточных вод. Их общий объем достигает 1 тыс. км 3 в год. Для их нейтрализации методом разбавления требуется около 10 тыс. км 3 чистой воды. Наиболее загрязнены такие реки как Рейн, Дунай, Сена, Тибр, Миссисипи, Огайо, Волга, Днепр, Дон, Днестр, Нил, Ганг.

Растет загрязнение Мирового океана, в который попадает около 100 млн. т отходов. Наиболее загрязнены такие моря, как Средиземное, Северное, Ирландское, Балтийское, Черное, Азовское, Японское, Яванское и Карибское. Очень большой вред наносит нефтяное загрязнение. В Мировой океан ежегодно попадает 3-4 млн. т нефти и нефтепродуктов, а по некоторым оценкам, значительно бльше (до 16 млн. т). Считается, что 1/3 поверхности Мирового океана покрыто маслянистой пленкой. Особенно велико нефтяное загрязнение Северного, Средиземного, Карибского морей, Персидского, Мексиканского заливов.

Загрязнение атмосферы происходит прежде всего результате сгорания минерального топлива. Главные загрязнители атмосферы - окислы углерода, серы и азота. Ежегодное поступление в атмосферу жрнистого газа оценивается в 100-150 млн. т. С его выбросами связано образование, так называемых, (ислотных дождей, которые наносят большой вред эастительному и животному миру, снижают урожайность, разрушают сооружения, памятники архитек-гуры, отрицательно сказываются на здоровье люей. Наибольшее распространение кислотные дож-ци получили в Европе и Северной Америке. Например, в Скандинавии, которая получает кислотные осадки в основном из Великобритании и ФРГ, в 20 тыс. озер исчезли лосось, форель и другая рыба. Во многих странах Западной Европы и в некоторых регионах России из-за кислотных дождей происходит гибель лесных угодий.

В настоящее время загрязнение окружающей среды достигло такого размера, что необходимо принимать срочные меры. Существует три основных пути решения природоохранных проблем. Первый заключается в создании очистных сооружений, в применении малосернистого топлива, уничтожении и переработке мусора, строительстве дымовых труб высотой 200-300 м и более, рекультивации земель и т.д. Второе направление преодоления загрязнения окружающей среды состоит в разработке и применении природоохранительной («чистой») технологии производства, разработке оборотных методов водоснабжения и т.д. Этот путь имеет особое значение, так как он не просто уменьшает, а предупреждает загрязнение окружающей среды. Третий путь - это глубоко продуманное, рациональное размещение «грязных» производств, которые оказывают неблагоприятное воздействие на окружающую среду.

Экологическая политика

Загрязненность окружающей среды и нерациональное природопользование природных ресурсов препятствует развитию производства и угрожают жизни людей. Поэтому началось массовое движение общественности в защиту природы. Большинство экономически развитых стран и некоторые развивающиеся страны начали проводить государственную экологическую политику. Были приняты природоохранные законы, созданы государственные органы по охране окружающей среды. В результате, в 80-х гг. загрязнение окружающей среды в некоторых регионах мира постепенно уменьшается. Однако в большинстве стран экологическая обстановка продолжает оставаться напряженной. Для проведения экологической политики оказалось недостаточно усилий отдельных стран. Необходимы усилия всего мирового сообщества. В системе ООН существует специальная программа погружающей среде (ЮНЕП) и т.д. В этой работе принимают участие географы многих стран, включая Россию.

Под загрязнением окружающей среды следует понимать «изменение свойств среды (химических, механических, физических, биологических и связанных с ними информационных), происходящие в результате естественных или искусственных процессов и приводящие к ухудшению функций среды по отношению к любому биологическому или технологическому объекту». Используя различные элементы окружающей среды в своей деятельности, человек изменяет её качество. Часто эти изменения выражаются в неблагоприятной форме загрязнения.

Загрязнение окружающей среды - это поступление в нее вредных веществ, могущих нанести ущерб здоровью человека, неорганической природе, растительному и животному миру или стать помехой в той или иной человеческой деятельности.

Из-за больших количеств поступающих в среду отходов человеческой деятельности способность окружающей среды к самоочищению находится на пределе. Значительная часть этих отходов чужда природной среде: они либо ядовиты для микроорганизмов, разрушающих сложные органические вещества и превращающих их в простые неорганические соединения, либо вообще не разрушаются и поэтому накапливаются в различных частях окружающей среды.

Влияние человека на природу ощущается практически везде.

Загрязнение атмосферы

Существует два главных источника загрязнения атмосферы: естественный и антропогенный.

Естественный источник — это вулканы, пыльные бури, выветривание, лесные пожары, процессы разложения растений и животных.

Антропогенные, в основном делят на три основных источника загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общем, загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места.

Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство. Источники загрязнения — теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух оксиды азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов.

По данным ученых (1990 г), ежегодно в мире в результате деятельности человека в атмосферу поступает 25,5 млрд. т оксидов углерода, 190 млн. т. оксидов серы, 65 млн. т. оксидов азота, 1,4 млн. т. хлорфторуглеродов (фреонов), органические соединения свинца, углеводороды, в том числе канцерогенные (вызывающие заболевание раком).

Наиболее распространенные загрязнители атмосферы поступают в нее в основном в двух видах: либо в виде взвешенных частиц (аэрозолей), либо в виде газов. По массе львиную долю - 80-90 процентов - всех выбросов в атмосферу из-за деятельности человека составляют газообразные выбросы. Существуют 3 основных источника образования газообразных загрязнений: сжигание горючих материалов, промышленные производственные процессы и природные источники.

Рассмотрим основные вредные примеси антропогенного происхождения.

— Оксид углерода . Получается при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 1250 млн. т. Оксид углерода является соединением, активно реагирующим с составными частями атмосферы и способствует повышению температуры на планете, и созданию парникового эффекта.

— Сернистый ангидрид . Выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или переработки сернистых руд (до 170 млн. т. в год). Часть соединений серы выделяется при горении органических остатков в горнорудных отвалах.

— Серный ангидрид . Образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокой влажности воздуха. Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида.

— Сероводород и сероуглерод . Поступают в атмосферу раздельно или вместе с другими соединениями серы. Основными источниками выброса являются предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы. В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются медленному окислению до серного ангидрида.

— Окислы азота . Основными источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество окислов азота, поступающих в атмосферу, составляет 20 млн. т. в год.

— Соединения фтора . Источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторсодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений — фторводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим эффектом. Производные фтора являются сильными инсектицидами.

— Соединения хлора . Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих соляную кислоту, хлорсодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречаются как примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты. В металлургической промышленности при выплавке чугуна и при переработке его на сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелых металлов и ядовитых газов. Так, в расчете на 1 т. передельного чугуна выделяется кроме 12,7 кг сернистого газа и 14,5 кг пылевых частиц, определяющих количество соединений мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, паров ртути и редких металлов, смоляных веществ и цианистого водорода.

Помимо газообразных загрязняющих веществ, в атмосферу поступает большое количество твердых частиц. Это пыль, копоть и сажа. Большую опасность таит загрязнение природной среды тяжелыми металлами. Свинец, кадмий, ртуть, медь, никель, цинк, хром, ванадий стали практически постоянными компонентами воздуха промышленных центров.

Аэрозоли — это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для организмов, а у людей вызывают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с водяным паром. Средний размер аэрозольных частиц составляет 1-5 мкм. В атмосферу Земли ежегодно поступает около 1 куб. км пылевидных частиц искусственного происхождения.

Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнения воздуха являются ТЭС, которые потребляют уголь высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы. Аэрозольные частицы от этих источников отличаются большим разнообразием химического состава. Чаще всего в их составе обнаруживаются соединения кремния, кальция и углерода, реже — оксиды металлов.

Постоянными источниками аэрозольного загрязнения являются промышленные отвалы — искусственные насыпи из переотложенного материала, преимущественно вскрышных пород, образуемых при добыче полезных ископаемых или же из отходов предприятий перерабатывающей промышленности, ТЭС.

Источником пыли и ядовитых газов служат массовые взрывные работы. Так, в результате одного среднего по массе взрыва (250-300 тонн взрывчатых веществ) в атмосферу выбрасывается около 2 тыс. куб. м. условного оксида углерода и более 150 т. пыли.

Производство цемента и других строительных материалов также является источником загрязнения атмосферы пылью. Основные технологические процессы этих производств — измельчение и химическая обработка полуфабрикатов и получаемых продуктов в потоках горячих газов всегда сопровождается выбросами пыли и других вредных веществ в атмосферу.

Основными загрязнителями атмосферы на сегодняшний день являются окись углерода и сернистый газ.

Нельзя забывать и о фреонах, или хлорфторуглеводородах. Фреоны широко используются в производстве и в быту в качестве хладореагентов, пенообразователей, растворителей, а также в аэрозольных упаковках. А именно с понижением содержания озона в верхних слоях атмосферы медики связывают рост количества раковых заболеваний кожи. Известно, что атмосферный озон образуется в результате сложных фотохимических реакций под воздействием ультрафиолетовых излучений Солнца. Озон, поглощая ультрафиолетовое излучение, предохраняет все живое на земле от гибели. Фреоны же, попадая в атмосферу, под действием солнечного излучения распадаются на ряд соединений, из которых окись хлора наиболее интенсивно разрушает озон.

Загрязнение почвы

Почти все загрязняющие вещества, которые первоначально попали в атмосферу, в конечном итоге оказываются на поверхности суши и воды. Оседающие аэрозоли могут содержать ядовитые тяжелые металлы - свинец, кадмий, ртуть, медь, ванадий, кобальт, никель. Обычно они малоподвижны и накапливаются в почве. Но в почву попадают с дождями также кислоты. Соединяясь с ними, металлы могут переходить в растворимые соединения, доступные растениям. В растворимые формы переходят также вещества, постоянно присутствующие в почвах, что иногда приводит к гибели растений. Примером может служить весьма распространенный в почвах алюминий, растворимые соединения которого поглощаются корнями деревьев. Алюминиевая болезнь, при которой нарушается структура тканей растений, оказывается для деревьев смертельной.

С другой стороны, кислые дожди вымывают необходимые для растений питательные соли, содержащие азот, фосфор и калий, что снижает плодородие почв. Повышение кислотности почв из-за кислых дождей губит полезные почвенные микроорганизмы, нарушает все микробиологические процессы в почве, делает невозможным существование ряда растений и иногда оказывается благоприятным для развития сорняков.

Все это можно назвать непреднамеренным загрязнением почв.

Но можно говорить и о преднамеренном загрязнении почвы. Начнем с применения минеральных удобрений, вносимых в почву специально для повышения урожайности сельскохозяйственных культур .

Ясно, что после снятия урожая почва нуждается в восстановлении плодородия. Но чрезмерное использование удобрений приносит вред. Оказалось, что при увеличении дозы удобрений урожайность сначала быстро растет, но затем прирост становится все меньше и наступает момент, когда дальнейшее увеличение дозы удобрений не дает никакого прироста урожайности, а в избыточной дозе минеральные вещества могут оказаться для растений токсичными. Тот факт, что прирост урожайности резко уменьшается, говорит о том, что растения не усваивают излишков питательных веществ.

Избыток удобрений выщелачивается и смывается с полей талыми и дождевыми водами (и оказывается в водоемах суши и в море). Излишние азотные удобрения в почве распадаются, и газообразный азот выделяется в атмосферу, а органическое вещество гумуса, составляющего основу плодородия почвы, разлагается на углекислый газ и воду. Поскольку органическое вещество не возвращается в почву, гумус истощается и почвы деградируют. Особенно сильно страдают крупные зерновые хозяйства, не имеющие отходов животноводства (например, на бывшей целине Казахстана, Предуралья и Западной Сибири).

Кроме нарушения структуры и обеднения почв, избыток нитратов и фосфатов приводит к серьезному ухудшению качества продуктов питания людей. Некоторые растения (например, шпинат, салат) способны накапливать нитраты в больших количествах. «Съев 250 граммов салата, выращенного на переудобренной грядке, можно получить дозу нитратов, эквивалентную 0,7 грамма аммиачной селитры. В кишечном тракте нитраты превращаются в ядовитые нитриты, которые в дальнейшем могут образовать нитрозамины - вещества, обладающие сильными канцерогенными свойствами. Кроме того, в крови нитриты окисляют гемоглобин и лишают его способности связывать кислород, необходимый для живой ткани. В результате возникает особый вид малокровия - метгемоглобинемия».

Ядохимикаты - инсектициды против вредных насекомых в сельском хозяйстве и в быту, пестициды против различных вредителей сельскохозяйственных растений, гербициды против сорняков, фунгициды против грибковых заболеваний растений, дефолианты для сбрасывания листьев у хлопка, зооциды против грызунов, нематоциды против глистов, лимациды против слизней стали широко применяться с конца второй мировой войны.

Все эти вещества ядовиты. Это очень устойчивые вещества, и поэтому они могут накапливаться в почве и сохраняться десятилетиями.

Использование ядохимикатов, несомненно, сыграло существенную роль в повышении урожайности сельскохозяйственных культур. Иногда ядохимикаты спасают до 20 процентов урожая.

Но вскоре обнаружились и весьма отрицательные последствия применения ядохимикатов. Оказалось, что их действие значительно шире, чем их назначение. Инсектициды, например, действуют не только на насекомых, но и на теплокровных животных и на человека. Убивая вредных насекомых, они убивают и множество полезных насекомых, в том числе тех, которые являются естественными врагами вредителей. Систематическое применение пестицидов стало приводить не к искоренению вредителей, а к возникновению новых рас вредителей, не восприимчивых к действию данного пестицида. Уничтожение конкурентов или врагов того или иного из вредителей привело к появлению на полях новых вредителей. Пришлось повышать дозы пестицидов в 2-3 раза, а иногда в десять и более раз. На это же толкало и несовершенство технологии применения пестицидов. По некоторым оценкам, из-за этого в нашей стране до 90 процентов пестицидов тратится впустую и лишь загрязняет окружающую среду, нанося ущерб здоровью людей. Нередки случаи, когда из-за халатности химизаторов пестициды рассыпаются буквально на головы работающих в поле людей.

Некоторые растения (в частности, корнеплоды) и животные (например, обычные дождевые черви) накапливают в своих тканях пестициды в значительно больших концентрациях, чем почва. В результате пестициды попадают в пищевые цепи и достигают птиц, диких и домашних животных, человека. По оценкам 1983 года, в развивающихся странах от отравления пестицидами ежегодно заболевало 400 тысяч и умирало около 10 тысяч человек.

Загрязнение воды

Каждому ясно, как велика роль воды в жизни нашей планеты и в особенности в существовании биосферы.

Биологическая потребность человека и животных в воде за год в 10 раз превышает их собственную массу. Еще более внушительны бытовые, промышленные и сельскохозяйственные нужды человека. Так, «для производства тонны мыла требуется 2 тонны воды, сахара - 9, изделий из хлопка - 200, стали 250, азотных удобрений или синтетического волокна - 600, зерна - около 1000, бумаги - 1000, синтетического каучука - 2500 тонн воды».

Использованная человеком вода в конечном счете возвращается в природную среду. Но, кроме испарившейся, это уже не чистая вода, а бытовые, промышленные и сельскохозяйственные сточные воды, обычно не очищенные или очищенные недостаточно. Таким образом происходит загрязнение пресноводных водоемов - рек, озер, суши и прибрежных участков морей.

Современные методы очистки вод, механической и биологической, далеки от совершенства.. «Даже после биологической очистки в сточных водах остается 10 процентов органических и 60-90 процентов неорганических веществ, в том числе до 60 процентов азота, 70 -фосфора, 80 - калия и почти 100 процентов солей ядовитых тяжелых металлов».

Различают три вида загрязнения вод - биологическое, химическое и физическое.

Биологическое загрязнение создается микроорганизмами, в том числе болезнетворными, а также органическими веществами, способными к брожению. Главными источниками биологического загрязнения вод суши и прибрежных вод морей являются бытовые стоки, которые содержат фекалии, пищевые отбросы, сточные воды предприятий пищевой промышленности (бойни и мясокомбинаты, молочные и сыровареные заводы, сахарные заводы и т. п.), целлюлозно-бумажной и химической промышленности, а в сельской местности - стоки крупных животноводческих комплексов. Биологическое загрязнение может стать причиной эпидемий холеры, брюшного тифа, паратифа и других кишечных инфекций и различных вирусных инфекций, например гепатита.

Химическое загрязнение создается поступлением в воду различных ядовитых веществ. Основные источники химического загрязнения - это доменное и сталелитейное производство, предприятия цветной металлургии, горнодобывающая, химическая промышленность и в большой мере экстенсивное сельское хозяйство. Кроме прямых сбросов сточных вод в водоемы и поверхностного стока, надо учитывать также попадание загрязнителей на поверхность воды непосредственно из воздуха.

В последние годы существенно увеличилось поступление в поверхностные воды суши нитратов из-за нерационального применения азотных удобрений, а также из-за увеличения выбросов в атмосферу с выхлопными газами автомобилей. Это же относится и к фосфатам, для которых, помимо удобрений, источником служит все более широкое применение различных моющих средств. Опасное химическое загрязнение создают углеводороды - нефть и продукты ее переработки, которые попадают в реки и озера как с промышленными сбросами, в особенности при добыче и транспортировке нефти, так и в результате смыва с почвы и выпадения из атмосферы.

Чтобы сделать сточные воды более или менее пригодными для использования, их подвергают многократному разбавлению. Но правильнее было бы сказать, что при этом чистые природные воды, которые могли быть использованы для любых целей, в том числе для питья, становятся менее пригодными для этого, загрязненными.

Разбавление сточных вод снижает качество воды в природных водоемах, но обычно не достигает своей главной цели - предотвращения вреда для здоровья людей. Дело в том, что вредные примеси, содержащиеся в воде в ничтожных концентрациях, накапливаются в некоторых организмах, употребляемых людьми в пищу. Сначала ядовитые вещества попадают в ткани мельчайших планктонных организмов, затем они накапливаются в организмах, которые в процессе дыхания и питания фильтруют большое количество воды (моллюски, губки и т. п.) и в конечном итоге как по пищевой цепи, так и в процессе дыхания концентрируются в тканях рыб. В результате концентрация ядов в тканях рыб может стать больше, чем в воде, в сотни и даже тысячи раз.

Разбавление промышленных стоков и тем более растворов удобрений и пестицидов с сельскохозяйственных полей происходит часто уже в самих природных водоемах. Если водоем непроточный или слабопроточный, то сброс в него органических веществ и удобрений ведет к переизбытку питательных веществ и зарастанию водоема. Сначала в таком водоеме накапливаются питательные вещества и бурно разрастаются водоросли. После их отмирания биомасса опускается на дно, где происходит ее минерализация с потреблением большого количества кислорода. Условия в глубинном слое такого водоема становятся непригодными для жизни рыб и других организмов, нуждающихся в кислороде. Когда весь кислород исчерпан, начинается бескислородное брожение с выделением метана и сероводорода. Тогда происходит отравление всего водоема и гибель всех живых организмов (кроме некоторых бактерий). Такая незавидная судьба грозит не только озерам, в которые сбрасываются бытовые и промышленные стоки, но и некоторым замкнутым и полузамкнутым морям.

Физическое загрязнение вод создается сбросом в них тепла или радиоактивных веществ. Тепловое загрязнение связано главным образом с тем, что используемая для охлаждения на тепловых и атомных электростанциях вода (и соответственно около 1/3 и 1/2 вырабатываемой энергии) сбрасывается в тот же водоем. Вклад в тепловое загрязнение вносят также некоторые промышленные предприятия

При значительном тепловом загрязнении рыба задыхается и погибает, так как ее потребность в кислороде растет, а растворимость кислорода уменьшается. Количество кислорода в воде уменьшается еще и потому, что при тепловом загрязнении происходит бурное развитие одноклеточных водорослей: вода «зацветает» с последующим гниением отмирающей растительной массы. Кроме того, тепловое загрязнение существенно повышает ядовитость многих химических загрязнителей, в частности тяжелых металлов.

Загрязнение океанов и морей происходит вследствие поступления загрязняющих веществ с речным стоком, их выпадения из атмосферы и, наконец, благодаря хозяйственной деятельности человека непосредственно на морях и океанах.

С речным стоком, объем которого составляет около 36-38 тысяч кубокилометров, в океаны и моря поступает огромное количество загрязнителей во взвешенном и растворенном виде.. По некоторым оценкам, этим путем в океан ежегодно попадает более 320 миллионов тонн железа, до 200 тысяч тонн свинца, 110 миллионов тонн серы, до 20 тысяч тонн кадмия, от 5 до 8 тысяч тонн ртути, 6,5 миллиона тонн фосфора, сотни миллионов тонн органических загрязнителей.

Атмосферные источники загрязнения океана по некоторым видам загрязнителей сравнимы с речным стоком.

Особое место занимает загрязнение океана нефтью и нефтепродуктами.

Естественное загрязнение происходит в результате просачивания нефти из нефтеносных слоев, главным образом, на шельфе.

Наибольший вклад в нефтяное загрязнение океана вносят морские перевозки нефти. Из 3 миллиардов тонн нефти, добываемых в настоящее время, морем перевозится около 2 миллиардов тонн. Даже при безаварийном транспорте происходят потери нефти при ее погрузке и разгрузке, сбрасывании в океан промывочных и балластных вод (которыми заполняют танки после выгрузки нефти), а также при сбросе так называемых льяльных вод, которые всегда скапливаются на полу машинных отделений любых судов.

Но наибольший ущерб окружающей среде и биосфере наносят внезапные разливы больших количеств нефти при авариях танкеров, хотя такие разливы и составляют только 5-6 процентов суммарного нефтяного загрязнения.

В открытом океане нефть встречается главным образом в виде тонкой пленки (с минимальной толщиной до 0,15 микрометра) и смоляных комков, которые образуются из тяжелых фракций нефти. Если смоляные комки воздействуют прежде всего на растительные и животные морские организмы, то нефтяная пленка , кроме того, влияет на многие физические и химические процессы, происходящие на поверхности раздела океан - атмосфера и в слоях, прилегающих к нему:

• Прежде всего, нефтяная пленка увеличивает долю отражаемой от поверхности океана солнечной энергии и уменьшает долю поглощаемой энергии. Тем самым нефтяная пленка оказывает влияние на процессы теплонакопления в океане. Несмотря на уменьшение количества поступающего тепла, поверхностная температура при наличии нефтяной пленки повышается тем больше, чем толще нефтяная пленка.
• Океан является главным поставщиком атмосферной влаги, от которого в значительной мере зависит степень увлажнения материков. Нефтяная пленка затрудняет испарения влаги, а при достаточно большой толщине (порядка 400 микрометров) может свести его практически к нулю.
• Сглаживая ветровое волнение и препятствуя образованию водяных брызг, которые, испаряясь, оставляют в атмосфере мельчайшие частички соли, нефтяная пленка изменяет солеобмен между океаном и атмосферой. Это также может повлиять на количество атмосферных осадков над океаном и материками, так как частички соли составляют значительную часть ядер конденсации, необходимых для образования дождя.

Многие страны, имеющие выход к морю, производят морское захоронение различных материалов и веществ (дампинг), в частности грунта, вынутого при дноуглубительных работах, бурового шлака, отходов промышленности, строительного мусора, твердых отходов, взрывчатых и химических веществ, радиоактивных отходов. Объем захоронений составил около 10% от всей массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан.

Основанием для дампинга в море служит возможность морской среды к переработке большого количества органических и неорганических веществ без особого ущерба воды. Однако эта способность не беспредельна.

Во время сброса и прохождения материала сквозь столб воды, часть загрязняющих веществ переходит в раствор, изменяя качество воды, другая сорбируется частицами взвеси и переходит в донные отложения. Одновременно повышается мутность воды. Наличие органических веществ часто приводит к быстрому расходованию кислорода в воде и не редко к его полному исчезновению, растворению взвесей, накоплению металлов в растворенной форме, появлению сероводорода.

При организации системы контроля над сбросами отходов в море решающее значение имеет определение районов дампинга, определение динамики загрязнения морской воды и донных отложений. Для выявления возможных объемов сброса в море необходимо проводить расчеты всех загрязняющих веществ в составе материального сброса.

Воздействие загрязнений окружающей среды на здоровье человека

В последние десятилетия проблема профилактики неблагоприятного воздействия факторов окружающей среды на здоровье человека выдвинулась на одно из первых мест среди других общемировых проблем.

Это связано с быстрым нарастанием числа различных по своей природе (физических, химических, биологических, социальных) факторов, сложным спектром и режимом их воздействия, возможностью одновременного (комбинированного, комплексного) действия, а также многообразием патологических состояний, вызываемых этими факторами.

Среди комплекса антропогенных (техногенных) воздействий на окружающую среду и здоровье человека особое место занимают многочисленные химические соединения, широко используемые в промышленности, сельском хозяйстве, энергетике и других сферах производства. В настоящее время известно более 11 млн. химических веществ, а в экономически развитых странах производится и используется свыше 100 тысяч химических соединений, многие из которых реально воздействуют на человека и окружающую среду.

Воздействие химических соединений способно вызывать практически все патологические процессы и состояния, известные в общей патологии. Причем по мере углубления и расширения знаний о механизмах токсического воздействия выявляются все новые виды неблагоприятных эффектов (канцерогенное, мутагенное, иммунотоксическое и другие типы действий).

Существует несколько принципиальных подходов к предупреждению неблагоприятных эффектов действия химических веществ:

• полный запрет производства и применения, запрет поступления в окружающую среду и любого воздействия на человека,
• замена токсичного вещества менее токсичным и опасным,
• ограничение (регламентация) содержания в объектах окружающей среды и уровней воздействия на работающих и население в целом.

В связи с тем, что современная химия стала определяющим фактором в развитии ключевых направлений во всей системе производительных сил, выбор стратегии профилактики является сложной, многокритериальной задачей, решение которой требует анализа как риска развития ближайших и отдаленных неблагоприятных эффектов влияния вещества на организм человека, его потомство, окружающую среду, так и возможных социальных, экономических, медико-биологических последствий запрета производства и применения химического соединения.

Определяющим критерием для выбора стратегии профилактики является критерий предупреждения (недопущения) вредного действия. В нашей стране и за рубежом запрещено производство и использование ряда опасных промышленных канцерогенов и пестицидов.

Загрязнение водных ресурсов. Вода — одна из наиболее важных жизнеобеспечивающих природных сред, образовавшихся в результате эволюции Земли. Она является составной частью биосферы и обладает целым рядом аномальных свойств, влияющих на протекающие в экосистемах физико-химические и биологические процессы. К таким свойствам относятся очень высокие и максимальные среда жидкостей теплоемкость, теплота плавления и теплота испарения, поверхностное натяжение, растворяющая способность и диэлектрическая проницаемость, прозрачность. Кроме того, для воды характерны повышенная миграционная способность, имеющая важное значение для ее взаимодействия с сопредельными природными средами. Вышеуказанные свойства воды определяют потенциальную возможность накопления в ней очень высоких количеств самых разнообразных загрязняющих веществ, в том числе патогенных микроорганизмов. В связи с непрерывно возрастающим загрязнением поверхностных вод подземные воды становятся практически единственным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения населения. Поэтому их охрана от загрязнения и истощения, рациональное использование имеют стратегическое значение.

Положение усугубляется тем, что пригодные для питья подземные воды залегают в самой верхней, наиболее подверженной загрязнению части артезианских бассейнов и других гидрогеологических структур, а реки и озера составляют всего 0,019 % общего объёма воды. Вода же хорошего качества требуется не только для питьевых и культурно-бытовых нужд, но и для многих отраслей промышленности. Опасность загрязнения подземных вод заключается в том, что подземная гидросфера (особенно артезианские бассейны) является конечным резервуаром накопления загрязнителей как поверхностного, так и глубинного происхождения. Долговременный, во многих случаях необратимый характер имеет загрязнение бессточных водоемов суши. Особую опасность представляет загрязнения питьевой воды микро-организмами, которые относятся к патогенным и могут вызвать вспышки разнообразных эпидемических заболеваний среди населения и животных.

Наиболее важными антропогенными процессами загрязнения воды являются стоки с промышленно-урбанизированных и сельскохозяйственных территорий, выпадение с атмосферными осадками продуктов антропогенной деятельности. Эта процессы загрязняют не только поверхностные воды, но и подземную гидросферу, Мировой океан. Па континентах наибольшему воздействию подвергаются верхние водоносные горизонты (грунтовые и напорные), которые используются для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Аварии нефтеналивных танкеров, нефтепроводов могут быть существенным фактором резкого ухудшения экологической обстановки на морских побережьях и акваториях, во внутриконтинентальных водных системах. Отмечается тенденция увеличения этих аварий в последнее десятилетие. Па территории Российской Федерации проблема загрязнения поверхностных и подземных вод соединениями азота становится все более актуальной. Эколого-геохимическое картирование центральных областей Европейской России показало, что поверхностные и грунтовые воды этой территории во многих случаях характеризуются высокими концентрациями нитратов и нитритов. Режимные же наблюдения свидетельствуют об увеличении этих концентраций во времени.

Сходная ситуация складывается с загрязнением подземных вод органическими веществами. Это связано с тем, что подземная гидросфера не способна к окислению большой массы поступающей в нее органики. Следствием этого является то, что загрязнение гидрогеохимических систем постепенно становится необратимым.

Загрязнение литосферы. Как известно, суша в настоящее время составляет 1/6 планеты ту часть планеты, на которой и обитает человек. Именно поэтому очень важна охрана литосферы. Охрана почв от человека является одной из важнейших задач человека, так как любые вредные соединения, находящиеся в почве, рано или поздно попадают в организм человека. Во-первых, происходит постоянное вымывание загрязнений в открытые водоемы и грунтовые воды, которые могут использоваться человеком для питья и других нужд. Во-вторых, эти загрязнения из почвенной влаги, грунтовых вод и открытых водоемов попадают в организмы животных и растений, употребляющих эту воду, а затем по пищевым цепочкам опять-таки попадают в организм человека. В-третьих, многие вредные для человеческого организма соединения имеют способность аккумулироваться в тканях, и, прежде всего, в костях. По оценкам исследователей, в биосферу поступает ежегодно около 20-30 млрд. т. твердых отходов, из них 50-60 % органических соединений, а в виде кислотных агентов газового или аэрозольного характера — около 1 млрд. т. И все это меньше чем на 6 млрд. человек! Различные почвенные загрязнения, большинство из которых антропогенного характера, можно разделить по источнику поступления этих загрязнений в почву.

Атмосферные осадки: многие химические соединения (газы — оксиды серы и азота), попадающие в атмосферу в результате работы предприятии, затем растворяются в капельках атмосферной влаги и с осадками попадают в почву. Пыль и аэрозоли: твердые и жидкие соединения при сухой погоде обычно оседают непосредственно в виде пыли и аэрозолей. При непосредственном поглощении почвой газообразных соединений. В сухую погоду газы могут непосредственно поглощаться почвой, особенно влажной. С растительным опадом: различные вредные соединения, в любом агрегатном состоянии, поглощаются листьями через устьица или оседают на поверхности. Затем, когда листья опадают, все эти соединения поступают в почву. Загрязнения почвы трудно классифицируются, в разных источниках их деление дается по-разному. Если обобщить и выделись главное, то наблюдается следующая картина загрязнения почвы: мусором, выбросами, отвалами, отстойными породами; тяжелыми металлами; пестицидами; микотоксинами; радиоактивными веществами.

Таким образом, мы видим, что защита природной окружающей среды на сегодняшний день является одной из самых острых и наболевших. Решение этой проблемы нельзя больше откладывать, нужно срочно применять меры по ее устранению.

С этим также читают:

Загрязнение природы человеком представляет собой одну из самых древних проблем истории цивилизации. Человек издавна рассматривал окружающую среду в основном как источник ресурсов, стремясь достигнуть независимости от нее, улучшить условия своего существования. Пока народонаселение и масштабы производства были не велики, а природные пространства были столь обширны, то для достижения поставленных целей люди были согласны пожертвовать частью нетронутой природы, равно как и некоторой степенью частоты воздуха и воды.

Но, очевидно, этот процесс в нашем относительно замкнутом, небеспредельном мире не может продолжаться бесконечно. По мере роста масштабов производства его экологические последствия становились все более серьезными и распространенными, а природные пространства непрерывно сокращались. Расширяя сферу своей деятельности, человек начал создавать искусственную среду обитания - техносферу, в замен естественной природной среды - биосферы. Однако любая сфера практической деятельности человека требует знаний законов природы. Энергетики, проектирующие гидроэлектростанции, столкнулись с проблемами сохранения нерестилищ и рыбных запасов, нарушением естественных водотоков, изменением климата в районе водохранилищ, исключением из хозяйственного пользования площадей плодородных земель. Осушение болот ради расширения площади сельскохозяйственных угодий во многих случаях привело к обратному эффекту - снижению уровня грунтовых вод, гибели пастбищ, лесов, превращению огромных площадей в районы, покрытые песком и торфяной пылью. Предприятия, особенно химические, металлургические, энергетические своими выбросами в атмосферу, сбросами в реки и водоемы, твердыми отходами уничтожают растительный, животный мир, вызывают заболевания у людей. Стремление получать более высокие урожаи обусловило использование минеральных удобрений, пестицидов и гербицидов. Однако их чрезмерное применение приводит к высокой концентрации вредных веществ в сельскохозяйственной продукции, что может вызвать отравление людей. Прежде чем говорить о конкретных примерах загрязнения атмосферы, гидросферы и литосферы, необходимо рассмотреть их определение и сущность.

А начнем с экологии. Экология - это наука о взаимоотношениях живых организмов друг с другом и с окружающей средой. Термин «экология» был впервые введен немецким биологом Геккелем в 1869 г. Он образован из двух греческих слов: «ойкос», что означает дом, жилище, «логос» - изучение или наука. Таким образом, буквально экология означает что-то вроде науки о среде обитания.

Сформирован раздел экологии человека, или социальной экологии, где изучаются закономерности взаимодействия общества и окружающей среды, практические проблемы охраны окружающей среды. Важнейшим разделом экологии является промышленная экология, рассматривающая воздействие объектов промышленности, транспорта и сельского хозяйства на природную среду -и, наоборот, влияние условий природной среды на работу предприятий их комплексов и техносферных регионов,

Экологическая система (экосистема) нашей планеты или ее отдельного региона - это совокупность совместно обитающих равных видов организмов и условий их существования, находящихся в закономерной связи друг с другом. Нарушение равновесия в экосистеме, вызывающие необратимые изменения в ней и постепенное ее нарушение (гибель), называется экологическим кризисом.

Экологическая катастрофа - это сравнительно быстро происходящая цепь событий, приводящих к труднообратимым процессам природы (сильное опустынивание или загрязнение, заражение), делающих невозможным ведение хозяйства любого типа, приводящая к реальной опасности тяжелых заболеваний или даже смерти людей.

А теперь переходим к взаимодействию биосферы и человека. В настоящее время хозяйственная деятельность человека приобретает такие масштабы, что нарушаются основные принципы естественного устройства биосферы: энергетический баланс, сложившийся круговорот веществ, сокращается многообразие видов и биологических сообществ.

Согласно концепции выдающегося русского ученого Владимира Ивановича Вернадского, биосфера представляет собой оболочку Земли, включающую как область распространения живого вещества, так и само это вещество.

Таким образом, биосфера - это нижняя часть атмосферы, вся гидросфера и верхняя часть литосферы Земли, населенные живыми организмами.

Биосфера - самая крупная (глобальная) экосистема Земли.

Биосфера существует по принципу круговорота: практически без отходов. Человек же использует вещество планеты весьма неэффективно, образуя огромное количество отходов - 98% от используемых природных ресурсов, а получаемый полезный общественный продукт составляет не более 2%. Загрязняя биосферу, человек становится потребителем наиболее загрязненной пищевой продукции.

Более того, появились вещества, изменяющие нормальную структуру генов, - мутагены. Мутагенез - изменение генов под воздействием окружающей среды - постоянно происходит в каждом организме. Этот процесс сам по себе закономерен, но в условиях нарастающего загрязнения окружающей среды он выходит из-под контроля природных механизмов, и задача человека - научиться управлять своим здоровьем в условиях реальной окружающей среды.

Виды загрязнения биосферы:

1. Ингредиентное загрязнение - поступление в биосферу веществ, количественно и качественно чуждых ей. Вещества, загрязняющие биосферу, могут быть газо- и парообразные, жидкими и твердыми.

2. Энергетическое загрязнение - шумовое, тепловое, световое, радиационное, электромагнитное.

3. Дистрункционное загрязнение - вырубка лесов, нарушение водотоков, карьерные разработки полезных ископаемых, дорожное строительство, эрозия почв, осушение земель, урбанизация (рост и развитие городов) и другие, то есть представляющие собой изменение ландшафтов и экологических систем в результате преобразования природы человеком.

4. Биоценотическое загрязнение - заключающееся в воздействии на состав, структуру и вид популяции живых организмов.

Загрязнение атмосферы.

Атмосфера - это газообразная оболочка Земля, состоящая из смеси многих газов и пыли. Масса ее очень невелика. Однако роль атмосферы во всех природных процессах огромна. Наличие вокруг земного шара атмосферы определяет общий тепловой режим поверхности нашей планеты, защищает ее от космического излучения и ультрафиолетового излучения Солнца. Циркуляция атмосферы влияет на местные климатические условия, а через них -"процессы рельефообразования.

Современный состав атмосферы - результат длительного исторического развития земного шара. Воздух состоит по объему из азота - 78,09%, кислорода - 20,95%, аргона - 0,93%, углекислого газа - 0,03%, неона - 0,0018% и других газов и паров воды.

В настоящее время большое влияние на состав атмосферы оказывает хозяйственная деятельность человека. В воздухе населенных пунктов с развитой промышленностью появилось значительное количество примесей. К основным источникам загрязнения атмосферы относятся предприятия топливно-энергетического комплекса, транспорт, промышленные предприятия. Именно они вызывают загрязнение природной среды тяжелыми металлами. Свинец, кадмий, ртуть, медь, никель, цинк, хром, ванадий - практически постоянные компоненты воздуха промышленных центров. Современное ГЭС мощностью 24 млн. кВт расходует до 20 тысяч тонн угля в сутки и выбрасывает в атмосферу 120-140 т твердых частиц (золу, пыль, сажу).

В близи электростанции, выбрасывающей в сутки 280-360 т СО2, максимальные концентрации с подветренной стороны на расстоянии 200-500, 500-1000 и 1000-2000 м составляют соответственно 0,3-4,9; 0,7-5,5 и 0,22-2,8 мг/м2.

Всего промышленными объектами России в атмосферу выбрасывается ежегодно около 25 млн. т загрязняющих веществ.

В настоящее время по данным, приведенным в комментариях к Закону РФ «Об охране окружающей природной среды» более 70 млн. людей дышат воздухом, в пять и более раз превышающем предельно-допустимые загрязнения.

Увеличение количества автомашин, особенно в крупных городах, приводит и к росту выбросов вредных продуктов в атмосферу. Автотранспорт относится к движущимся источникам загрязнения в жилых районах и местах отдыха. Применение этилированного бензина вызывает загрязнение атмосферного воздуха токсичными соединениями свинца. Около 70% свинца, добавленного к бензину с этиловой жидкостью, попадает в виде соединений в атмосфере с отработавшими газами, из них 30% оседает на землю сразу за срезом выпускной трубы автомобиля, 40% остается в атмосфере. Один грузовой автомобиль средней грузоподъемности выделяет 2, 5 - 3 кг свинца в год.

Свыше 250 тыс. т свинца во всем мире ежегодно выбрасывается в воздух с выхлопными газами автомобилей, на долю которых приходится до 98% свинца, попадающего в атмосферу.

К городам с устойчивым повышенным уровнем загрязнения атмосферы относятся: Братск, Грозный, Екатеринбург, Кемерово, Курган, Липецк, Магнитогорск, Новокузнецк, Пермь. Усолье-Сибирское, Хабаровск, Челябинск, Шелехов, Южно-Сахалинск.

В городах существует определенная связь между содержанием пыли в наружном воздухе и воздухе жилых помещений современных городских квартир. В летний период года при средней наружной температуре 20°С в жилые помещения проникает более.90% химических веществ наружного воздуха, а в переходный период (при температуре 2 - 5°С) - 40%.

Загрязнение почв

Литосфера - это верхняя твердая оболочка Земли.

В результате взаимодействия геологических, климатических, биохимических факторов верхний тонкий слой литосферы, превратился в особую среду - почву, где происходит значительная часть обменных процессов между живой и неживой природой.

В результате неразумной хозяйственной деятельности человека уничтожается плодородный слой почвы, она загрязняется и изменяется ее состав.

Значительные потери земель cвязаны с интенсивной сельскохозяйственной деятельностью человека. Многоразовые вспашки земель делают почву беззащитной перед ветрами, весенними наводнениями, в итоге происходит ускоренная ветровая и водная эрозия почвы, ее засоление.

Из-за ветровой и водной эрозии, засоления и других подобных причин в мире ежегодно теряется 5-7 млн. га пашен. Только ускоренная эрозия почв за последнее столетие на планете повлекло за собой потерю 2 млрд. га плодородных земель.

Использование в широких масштабах удобрений, химических ядов для борьбы с вредителями и сорняками предопределяет накопление в почве несвойственных ей веществ. Наконец, громадные площади почвы погибают при горнопромышленных работах, при строительстве предприятий, городов, дорог, аэродромов.

Одно из последствий усиливающейся техногенной нагрузки -интенсивное загрязнение почвенного покрова металлами и их соединениями. В окружающую человека среду введено около 4 миллионов химических веществ. В процессе производственной деятельности человек рассеивает сконцентрированные в земной коре запасы металлов, которые затем вторично аккумулируются в верхнем почвенном слое.

Ежегодно из недр земли извлекается не менее 4 км3 горных пород и руд, причем прирост составляет около 3% в год. Если в древние времена человек использовал лишь 18 элементов таблицы Менделеева, к XVII веку - 25, в XVIII - 29, в XIX - 62, то в настоящее время используются все известные в земной коре элементы.

Как показывают измерения, из всех металлов, отнесенных к первому классу опасности, загрязнение почв свинцом и его соединениями носит наиболее массовый характер. Известно, что при выплавке и рафинировании свинца на каждую получаемую тонну в окружающую среду выбрасывается до 25 кг этого металла.

В связи с тем, что соединения свинца используются в качестве добавок к бензину, автотранспорт является едва ли не основным источником свинцового загрязнения. Поэтому нельзя собирать грибы, ягоды, яблоки и орехи вдоль автодорог, где интенсивно автомобильное движение.

Предприятия горной металлургии, сточные воды с рудников - это наиболее массовые источники загрязнения почв медью. Заражение почв цинком происходит из промышленной пыли, особенно из рудников, и благодаря применению суперфосфатных удобрений, в состав которых входит цинк.

Радиоактивные элементы могут попадать в почву и накапливаться в ней в результате выпадения осадков от атомных взрывов или при удалении жидких и твердых радиоактивных отходов промышленных предприятий и научно-исследовательских учреждений, занимающихся изучением и использованием атомной энергии. Радиоактивные изотопы из почв попадают в растения и организмы животных и человека, накапливаясь в определенных тканях и органах: стронций - 90 - в костях и зубах, цезий -137 - в мышцах, йод - 131 - в щитовидной железе.

Кроме промышленности и сельского хозяйства, источниками загрязнения почвы являются жилые дома и бытовые предприятия. Здесь в числе загрязняющих веществ преобладают бытовой мусор, пищевые отходы, фекалии, строительный мусор, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода, мусор, выбрасываемый общественными учреждениями: больница, гостиницами, магазинами.

Самоочищение почв практически не происходит или происходит очень медленно. Токсичные вещества накапливаются, что способствует постепенному изменению химического состава почв, откуда токсические вещества могут попасть в растения, организм животных, людей и вызвать нежелательные последствия.