Антропогенное загрязнение биосферы

- непосредственное отравление  организмов с летальным исходом,

- серьезные нарушения физиологической активности гидробионтов,

- прямое обволакивание  птиц и других организмов нефтепродуктами,

- нефтепродукты нарушают изолирующие функции оперения, а при попытке очистить перья птицы заглатывают нефтепродукты и погибают,

- изменения в организмах, вызванные проникновением нефтепродуктов,

- изменение химических, физических и биологических свойств среды обитания.

Ароматические углеводороды, растворимые в воде.

Смертельные концентрации ароматических углеводородов для мальков и икры очень низки (10-4%). Накопление ПАУ не только ухудшает вкус съедобных организмов (например, моллюсков, рыб), но и является опасным, так как эти вещества канцерогенны.

Так, концентрация канцерогенных углеводородов в ткани мидий, выловленных в районе порта Тулон (Франция), достигала 3,5 мг/кг сухого веса.

Большую опасность представляют для поверхностных водных объектов неочищенные сточные воды сельхозпредприятий и животноводческих комплексов, а также  жилищно-коммунальное хозяйство.

Со сточными водами промышленных предприятий в водоемы поступает большое количество химических веществ, которые ухудшают санитарное состояние водоемов. В водоемах накапливаются токсичные вещества, происходит так называемое тепловое загрязнение, нарушается кислородный режим, гибнут водная растительность, планктон, рыба.

(По Рязанской области: 31% загрязнения  водоемов приходится на жилищно-коммунальное  хозяйство, 20% - теплоэлектростанции, 14,5 – предприятия машиностроения  и металлообработки, далее сельское  хозяйство, транспорт и др).

Качество воды большинства водных объектов не отвечает нормативным требованиям. Загрязнение сказывается, прежде всего, на пресных подземных водах, которые используются для водоснабжения. Поэтому при характеристике качества подземных вод необходимо исходить из требований к качеству питьевых вод.

Большую опасность представляют для поверхностных водных объектов неочищенные сточные воды сельхозпредприятий и животноводческих комплексов, затем идет жилищно-коммунальное хозяйство и промышленность.

 

Определение качества поверхностных вод

Качество поверхностных вод устанавливается по индексу загрязнения -

ИЗВ. п     Ci

Σ ---

i=1 пдк,

ИЗВ= , где

п

п - количество загрязняющих веществ (шесть);

Cj - среднегодовая концентрация каждого из 6 приоритетных загрязняющих вещества (растворимый кислород, БПК5, азот аммонийный, азот нитратный, нефтепродукты, фенолы);

ПДК - предельно допустимые концентрации соответствующего загрязняющего вещества.

Классификация поверхностных вод по их качеству

 

Величина ИЗВ	Степень загрязнения	Класс качества воды
< 0,3	Очень чистая	1
0,3-1,0	Чистая	2
1,0-2,5	Умеренно загрязненная	3
2,5-4,0	Загрязненная	4
4,0-6,0	Грязная	5
6,0-10,0	Очень грязная	6
>10	Чрезвычайно грязна	7

Многолетние наблюдения за динамикой качества поверхностных вод обнаруживает тенденцию увеличения числа водных объектов с высоким уровнем загрязнения воды (более 10 ПДК) и числа случаев экстремально высокого содержания (свыше 100 ПДК).

Состояние водных источников (поверхностных и подземных) не может гарантировать требуемого качества питьевой воды, а в ряде регионов (низовье Волги, Южный Урал, Кузбасс, некоторые территории Севера) это состояние достигло уровня, опасного для здоровья населения. Загрязнению подвергаются не только поверхностные, но и подземные воды.

Загрязнение почвы

В последние десятилетия человек стал причиной быстрой деградации почв, хотя потери почв имели место на протяжении всей истории человечества. Во всех странах мира сейчас распахивают около 1,5 млрд.га земель, а общие потери почв составили около 2 млрд. га, то есть потеряно больше, чем теперь распахивается, причем многие почвы перешли в разряд непригодных бросовых земель, восстановление которых или невозможно, или слишком дорого стоит.

 

Пахотные угодья занимают около 1,5 млрд. га (10-11% суши), пастбища и сенокосы – приблизительно 3 млрд. га (20% суши). Остальная часть суши непригодна для сельскохозяйственных угодий. На каждого жителя планеты приходится в среднем 0,4 га (по одному футбольному полю). Эта цифра имеет тенденцию к сокращению, т.к. численность населения растет. К тому же часть продуктивных земель отводится на жилищное строительство, прокладывание транспортных путей и т.д.

Плодородный почвенный слой образуется очень медленно – 1 см за 200-300 лет. А сильный ветер (пыльная буря) или ливень могут за одни сутки смыть с поля слой 1-5 см.

 

Воздействия, которые могут вызвать ухудшение состояния почв:

1. водная и ветровая эрозия;
2. засоление, подщелачивание, подкисление;
3. заболачивание;
4. физическая деградация, включая уплотнение и коркообразование;
5. разрушение и отчуждение почвы при строительстве, добыче полезных ископаемых;
6. химическое загрязнение почв.

 

Ежегодно из-за эрозии выбывает из сельскохозяйственного использования более 3% пахотных земель. К серьезным последствиям приводит загрязнение почвы ядохимикатами (пестицидами), применяемыми для борьбы с сорняками (гербициды) и болезнями растений (фунгициды). Чрезмерное употребление удобрений (органических и минеральных) приводит к накоплению в растениях нитратов.

 

Продолжает ухудшаться состояние используемых земель в России. Уменьшилась площадь продуктивных сельскохозяйственных угодий и пашни. Около 45% пашни характеризуется низким содержанием гумуса. На преобладающей территории России баланс гумуса отрицательный. Ежегодно площадь оврагов увеличивается на 10тыс. га. Более 20 млн. га (60%) сельскохозяйственных угодий подвержены эрозийной опасности.  Каждый третий гектар пашни нуждается в осуществлении мер защиты от процессов эрозийной деградации. И все эти изменения происходят благодаря влиянию антропогенных факторов.

Химическое загрязнение почв может быть вызвано следующими причинами:

1. атмосферным переносом загрязняющих  веществ (тяжелые металлы, кислотные  дожди, фтор, мышьяк, пестициды);

2. сельскохозяйственным загрязнением (удобрения, пестициды);

3. наземным загрязнением – отвалы  крупнотонажных производств, отвалы топливно-энергетических комплексов;

4. загрязнением нефтью и нефтепродуктами;
5. загрязнением от ЖКХ.

Таким образом, загрязнение почв происходит в результате поступления промышленных, бытовых, транспортных отходов, а также в результате целенаправленного внесения химических веществ (пестицидов, минеральных удобрений, гербицидов).

Почвы вокруг больших городов и промышленных предприятий цветной и черной металлургии, химической и нефтехимической промышленности, машиностроения на расстоянии в несколько десятков км загрязнены тяжелыми металлами, нефтепродуктами, соединениями фтора и другими токсичными веществами.

Загрязнение почв ТМ ведет к образованию кислой или щелочной реакции почвенной среды, снижению объемной емкости катионов. Потери питательных веществ ведут к изменению плотности, пористости, к развитию эрозии, к сокращению видового разнообразия растений, ее угнетению или к полной гибели. Показателями химического загрязнения почвы служат повышенные по сравнению с контролем количества таких элементов, как органический азот, аммиак, органический углерод, нитраты, хлориды, вещества промышленных выбросов.

Почва обладает способностью к самоочищению (так же как атмосфера и гидросфера). В процессе самоочищения органические вещества минерализуются и превращаются в минеральные соли, патогенные бактерии отмирают, яйца гельминтов теряют жизнеспособность и гибнут. На интенсивность процессов самоочищения влияют механическая структура почвы, ее химически состав и физические свойства.

Распад в почве органических веществ проходит в 2 этапа – минерализация и нитрификация. В процессе разложения азотсодержащие соединения последовательно переходят в аммиак, нитриты и нитраты, которые являются конечным продуктом распада белковых веществ.

В процессе самоочищения в почве органический углерод минерализуется в течение 1-1,5 лет; органический азот в течение короткого времени подвергается аммонификации; значительная часть аммиака длительно (2-3 года) удерживается в верхнем слое почвы и служит объектом нитрификации; нитраты в течение примерно года удерживаются в верхнем слое почвы и служат питанием для растений, а затем атмосферными водами вымывается в более глубокие слои почвы (присутствие их там свидетельствует о сравнительной давности загрязнения).

Хлориды не изменяются, растениями не поглощаются и атмосферными водами вымываются в более глубокие слои почвы. Значительное количество хлоридов в верхнем слое почвы – показатель свежего загрязнения, а в глубине свидетельствуют о сравнительной его давности.

Для предупреждения загрязнения почвы необходимо строго соблюдать систему мер по сбору, удалению и обезвреживанию отходов, устройству и эксплуатации мест, отведенных для сбора промышленных и бытовых отходов.

Практически все отходы делятся на жидкие (нечистоты из выгребов уборных, сточные воды, помои) и твердые (мусор домовой, уличный смет, отходы предприятий). Обезвреживание жидких отходов осуществляется, как правило, почвенным методом (поля ассенизации, запахивания, орошения, фильтрации, биопруды, иловые площадки). Обезвреживание твердых отходов может производиться биотермическим методом (компостирование, закладка в парники, на свалках и полигонах), а также путем переработки или сжигания на мусороперерабатывающих и мусоросжигательных заводах.

Места хранения и обезвреживания отходов не должны загрязнять окружающую среду, отрицательно влиять на ее санитарное состояние. Повышенное содержание в атмосферном воздухе, подземных водах и открытых водоемах, почве химических веществ, промежуточных и конечных продуктов распада органических соединений является косвенным показателем неправильной эксплуатации свалок и их неблагоприятного влияния на прилегающие территории.

Охрана почвы является важным звеном в предупреждении загрязнения окружающей среды. Стойкие вредные химические вещества, поступая в почву, сохраняются там длительное время и накапливаются. Они могут попадать из почвы в атмосферный воздух, подземные воды, открытые водоемы, а с продуктами питания и с водой – в организм животных и человека.

Охрана почв заключается в том, чтобы предотвратить или свести к минимуму все виды разрушения почв и почвенного покрова. Она осуществляется с помощью следующих мероприятий

1. сокращение использования земельного фонда для промышленных целей в процессе проектирования и строительства;
2. устранение загрязнения промышленными предприятиями расположенных вблизи участков земельного фонда;
3. рекультивация нарушенных горными работами земель;
4. рекультивация нарушенных производственной деятельностью участков земной поверхности – совокупность работ по приведению их в пригодное для использования в народном хозяйстве состояние.

Рекультивация может осуществляться двумя способами:

А. Горнотехническая рекультивация состоит в подготовке территории после окончания разработки месторождения путем засыпки выемок, придания откосам удобной формы, насыпания плодородной почвы, проведении мелиоративных работ и создания подъездных путей.

Б. Биологическая рекультивация заключается в восстановлении первоначального плодородия земель путем их озеленения.

 

Рациональное природопользование должно опираться на два фундаментальных принципа: во-первых, возможно полное использование природных ресурсов и, во-вторых, доведение неиспользованных отходов производства до такого состояния, при котором они могут быть ассимилированы экологическими системами.

 

Принципы и методы рационального природопользования:

1. Применение безотходных технологий, новых знаний и методов для наиболее рационального использования природных ресурсов.
2. Применение безотходных производств, осуществляющих полную комплексную переработку сырья без отходов.
3. Применение малоотходных технологий с выбросами вредных веществ, не превышающих предельно допустимые концентрации (ПДК).
4. полная оценка геологических условий  в промышленном строительстве;
5. Разработка и применение норм ПДК вредных веществ в атмосфере, почве, водоемах, растительном сырье и продуктах питания.
6. Использование высоких труб (для рассеивания в атмосфере вредных примесей) и канализации в морские глубины вдали от берега.