Экологические проблемы и пути их решения

Наиболее чутким и  надежным индикатором состояния  приземной атмосферы является снеговой покров, депонирующий загрязняющие вещества за сравнительно длительный период времени  и позволяющий установить местоположение источников пылегазовыбросов по комплексу  показателей. В снеговых выпадениях фиксируются загрязнители, которые  не улавливаются прямыми измерениями  или расчетными данными по пылегазовыбросам. Снегохимическая съёмка дает возможность  оценить запасы загрязнителей в  снеговом покрове, а также "мокрую" и "сухую" нагрузки на окружающую среду, которые выражаются в определении  количества (массы) выпадений загрязняющих веществ в единицу времени  на единицу площади. Широкому применению съёмки способствует то, что основные промышленные центры России находятся  в зоне устойчивого снегового  покрова.

К перспективным направлениям оценки состояния приземной атмосферы  крупных промышлешго-урбанизированных территорий относится многоканальное дистанционное зондирование. Преимущество этого метода заключается в способности  быстро, неоднократно и в "одном  ключе" охарактеризовать большие  площади. К настоящему времени разработаны  способы оценки содержания в атмосфере  аэрозолей. Развитие научно технического прогресса позволяет надеяться  на выработку таких способов и  в отношении других загрязняющих веществ.

Прогноз состояния  приземной атмосферы осуществляется по комплексным данным. К ним прежде всего относятся результаты мониторинговых наблюдений, закономерности миграции и трансформации загрязняющих веществ  в атмосфере, особенности антропогенных  и природных процессов загрязнения  воздушного бассейна изучаемой территории, влияние метеопараметров, рельефа  и других факторов на распределение  загрязнителей в окружающей среде. Для этого в отношении конкретного  региона разрабатываются эвристичные  модели изменения приземной атмосферы  во времени и пространстве. Наибольшие успехи в решении этой сложной  проблемы достигнуты для районов  расположения АЭС.

Конечный результат  применения таких моделей - количественная оценка риска загрязнения воздуха  и оценка его приемлемости с социально-экономической  точки зрения.

Опыт проведения снегохимической  съемки свидетельствует о том, что  мониторинг состояния воздушного бассейна наиболее эффективен в зоне устойчивого накопления загрязняющих веществ (низины и поймы рек, участки и районы, контролируемые аэродинамическими барьерами).

Оценка и прогноз  химического состояния приземной  атмосферы, связанного с природными процессами ее загрязнения, существенно  отличаются от оценки и прогноза качества этой природной среды, обусловленного антропогенными процессами. Вулканической  и флюидной активностью Земли, другими  природными феноменами нельзя управлять. Речь может идти только о минимизации  последствий негативного воздействия, которое возможно лишь в случае глубокого  понимания особенностей функционирования природных систем разного иерархического уровня и прежде всего Земли как  планеты. Необходим учет взаимодействия многочисленных факторов, изменчивых во времени и пространстве.

К главным факторам относятся не только внутренняя активность Земли, но и ее связи с Солнцем, Космосом. Поэтому мышление "простыми образами" при оценке и прогнозе состояния приземной атмосферы  недопустимо и опасно.

Антропогенные процессы загрязнения воздушного бассейна в  большинстве случаев поддаются  управлению. Однако борьба с трансграничными  переносами загрязняющих веществ в  атмосфере может успешно вестись  лишь при условии тесного международного сотрудничества, что представляет определенные трудности по разным причинам. Очень  сложно оценивать и прогнозировать состояние атмосферного воздуха, когда  на него воздействуют и природные, и  антропогенные процессы. Особенности  такого взаимодействия пока еще изучены  слабо.

Экологическая практика в России и за рубежом показала, что её неудачи связаны с неполным учетом негативных воздействий, неумением  выбрать и оценить главные  факторы и последствия, низкой эффективностью использования результатов натурных и теоретических экологических  исследований при принятии решений, недостаточной разработанностью методов  количественной оценки последствий  загрязнения приземной атмосферы  и других жизнеобеспечивающих природных  сред.

Во всех развитых странах приняты законы об охране атмосферного воздуха. Они периодически пересматриваются с учетом новых  требований к качеству воздуха и  поступления новых данных о токсичности  и поведении загрязняющих веществ  в воздушном бассейне. В США  сейчас обсуждается уже четвертый  вариант закона о чистом воздухе. Борьба идет между сторонниками охраны окружающей среды и компаниями, экономически не заинтересованными в повышении  качества воздуха. Правительством Российской Федерации разработан проект закона об охране атмосферного воздуха, который  в настоящее время обсуждается. Улучшение качества воздуха на территории России имеет важное социально-экономическое  значение

Это обусловлено многими  причинами и прежде всего неблагополучным  состоянием воздушного бассейна мегаполисов, крупных городов и промышленных центров, в которых проживает  основная часть квалифицированного и трудоспособного населения[2] .

Природные и антропогенные загрязнения воды

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 вода 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 микроорганизмами, которые относятся  к патогенным и могут вызвать  вспышки разнообразных эпидемических  заболеваний среди населения  и животных.

Практика показала, что основной причиной большинства  эпидемий являлось употребление зараженной вирусами, микробами воды для питьевых и других нужд. Воздействие на человека воды с высокими концентрациями тяжелых  металлов и радионуклидов показано в разделах, посвященным этим загрязнителям  окружающей среды.

Наиболее важными  антропогенными процессами загрязнения  воды являются стоки с промьшленно-урбанизированных и сельскохозяйственных территорий, выпадение с атмосферными осадками продуктов антропогенной деятельности. Эта процессы загрязняют не только поверхностные воды (бессточные водоемы  и внутренние моря, водотоки), но и  подземную гидросферу (артезианские бассейны, гидрогеологические массивы), Мировой океан (в особенности  акватории и шельфы). На 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.

Набор веществ, загрязняющих воду, очень широкий, а формы их нахождения разнообразны. Главные загрязнители, связанные с природными и антропогенными процессами загрязнения водной среды, во многом сходны. Отличие заключается  в том, что в результате антропогенной  деятельности в воду могут поступать  значительные количества таких чрезвычайно  опасных веществ, как пестициды, искусственные радионуклида. Кроме того, искусственное происхождение имеют многие патогенные и болезнетворные вирусы, грибки, бактерии.

На 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.

Однако нарастающее  количество не окисленных органических веществ в воде сдвигает процесс  денитрификации вправо (в сторону  образования азота), что способствует уменьшению концентраций нитратов и  нитритов.

На сельскохозяйственных территориях с высокой агронагрузкой  выявлено заметное увеличение в поверхностных  водах соединений фосфора, что является благоприятным фактором для эвтрофикации бессточных водоемов. Отмечается также  возрастание в поверхностных  и грунтовых водах устойчивых пестицидов.

Оценка состояния  водной среды по нормативному подходу  осуществляется путем сравнения  присутствующих в ней загрязняющих веществ с их ПДК и другими  нормативными показателями, принятыми  для объектов хозяйственно-питьевого, культурно-бытового водопользования.

Такие показатели начинают разрабатываться не только для выявления  избыточного количества загрязняющих веществ, но и для установления дефицита в питьевой воде жизненно важных (эссенциальных) химических элементов. В частности, такой показатель в отношении  селена имеется для стран ЕЭС.

Всеобщие усилия должны быть направлены главным образом  на минимизацию негативных последствий.

Особенно сложно оценить  и прогнозировать состояние водного  объекта, когда на него влияют и природные, и антропогенные процессы.

Как показали исследования в Московском артезианском бассейне, таки е случаи не являются редкостью [3] .

Радиоактивное загрязнение

Радиоактивное загрязнение  представляет особую опасность для  человека и среды его обитания. Это связано с тем, что ионизирующая радиация оказывает интенсивное  и пагубное постоянное воздействие  на живые организмы, а источники  этой радиации широко распространены в окружающей среде. Радиоактивность - самопроизвольный распад атомных  ядер, приводящий к изменению их атомного номера или массового числа  и сопровождающийся альфа-, бета- и  гамма-излучениями. Альфа-излучение - поток  тяжелых частиц, состоящий из протонов и нейтронов. Он задерживается листом бумаги и не способен проникнуть сквозь кожу человека. Однако он становится чрезвычайно  опасным, если попадает внутрь организма. Бета-излучение обладает более высокой  проникающей способностью и проходит в ткани человека на 1 - 2 см. Гамма-излучение  может задерживаться лишь толстой  свинцовой или бетонной плитой.

Уровни земной радиации неодинаковы в разных районах  и зависят от концентрации радионуклидов  вблизи поверхности. Аномальные радиационные поля природного происхождения образуются при обогащении ураном, торием некоторых  типов гранитов, других магматических  образований с повышенным коэффициентом  эманирования, на месторождениях радиоактивных  элементов в различных породах, при современном привносе урана, радия, радона в подземные и поверхностные  воды, геологическую среду. Высокой  радиоактивностью часто характеризуются  угли, фосфориты, горючие сланцы, некоторые  глины и пески, в том числе  пляжные. Зоны повышенной радиоактивности  распределены на территории России неравномерно. Они известны как в европейской  части, так и в Зауралье, на Полярном Урале, в Западной Сибири, Прибайкалье, на Дальнем Востоке, Камчатке, Северо-востоке. В большинстве геохимически специализированных на радиоактивные элементы комплексах пород значительная часть урана  находится в подвижном состоянии, легко извлекается и попадает в поверхностные, подземные воды, затем в пищевую цепь. Именно природные  источники ионизирующего излучения  в зонах аномальной радиоактивности  вносят основной вклад (до 70 %) в суммарную  дозу облучения населения, равную 420 мбэр/год. При этом эти источники  могут создавать высокие уровни радиации, влияющие в течение длительного  времени на жизнедеятельность человека и вызывающие различные заболевания  вплоть до генетических изменений в  организме. Если на урановых рудниках ведется санитарно-гигиеническое  обследование и принимаются соответствующие  меры по охране здоровья сотрудников, то воздействие естественной радиации за счет радионуклидов в горных породах  и природных водах изучено  крайне слабо.