Глобальные экологические проблемы нашего времени

4. Загрязнение атмосферы

Атмосферный воздух – это смесь газов, из которых  состоит атмосфера Земли. Основными  составными частями атмосферы являются: азот, кислород, аргон и углекислый газ. Кроме аргона в малых концентрациях  содержатся другие инертные газы. В  атмосферном воздухе всегда присутствуют пары воды и твердые частицы –  пыль.

     Загрязнение атмосферного воздуха – это поступление в атмосферный воздух или образование в нем вредных (загрязняющих) веществ в концентрациях, превышающих установленные государством гигиенические и экологические нормативы качества атмосферного воздуха (Закон «Об охране атмосферного воздуха). Оно может быть естественным (природным) и антропогенным (техногенным). Естественное загрязнение воздуха вызвано природными процессами: вулканической деятельностью, ветровой эрозией, дымом от лесных пожаров, массовым цветением растений и др. Антропогенное загрязнение связано с выбросом загрязняющих веществ в результате деятельности человека. По масштабам оно значительно превосходит природное и может быть местным, которое характеризуется повышенным содержанием загрязняющих веществ на небольших территориях, региональным – когда под воздействие попадают большие пространства планеты, и глобальным – связано с изменениями во всей атмосфере. Степень загрязнения атмосферного воздуха зависит от количества выбросов вредных веществ и их химического состава, от высоты, на которой осуществляются выбросы, от климатических условий, определяющих перенос, рассеивание и превращение выбрасываемых веществ.

   Особое  место среди источников загрязнения  атмосферы занимает химическая промышленность. Она поставляет диоксид серы, сероводород, оксиды азота, углеводороды, галогены и другие вещества, которые могут  вступать в химические реакции друг с другом, образуя высокотоксичные соединения. Вместе с туманом и некоторыми другими природными явлениями в местах повышенной концентрации химических веществ возникает фотохимический смог. Он образуется при интенсивном воздействии солнечной радиации на воздух, насыщенный выхлопными газами автомобилей. При безветрии в воздухе идут сложные реакции с образованием новых высокотоксичных загрязнителей – фотооксидантов, которые раздражают слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта, легких и органов зрения. В некоторых городах, расположенных в низинах, в связи с быстрым увеличением автотранспортных средств вероятность образования фотохимического смога весьма велика.

   На  основании данных об уровнях загрязнения  атмосферного воздуха различными веществами в более чем 100 городах России была определена ориентировочная численность  населения, находящегося на загрязненных территориях. Установлено, что наиболее многочисленная группа населения – 15 млн. человек – подвергается воздействию повышенных концентраций взвешенных веществ, второе место по масштабу популяционного воздействия занимает бензапирен. Повышенное содержание в атмосферном воздухе взвешенных веществ может привести к некоторому увеличению смертности населения (главным образом от болезней органов дыхания), а загрязнение атмосферного воздуха бензапиреном определяет высокую канцерогенную опасность атмосферного воздуха в городах, где расположены алюминиевые, сталеплавильные производства и нефтеперерабатывающие заводы. 

5. Проблема  утилизации отходов.

    Отходы – неиспользуемые остатки  сырья, материалов, полуфабрикатов, иных изделий и продуктов, образующиеся  в процессе производства продукции  или ее потребления и утратившие  свои потребительские свойства. По агрегатному состоянию отходы  делятся на жидкие, твердые и газообразные. По происхождению отходы классифицируются на бытовые (коммунальные), промышленные, сельскохозяйственные, строительные, радиоактивные и др. Наиболее серьезные экологические проблемы связаны с опасными отходами, содержащими в своем составе вещества, которые обладают одним из опасных свойств (токсичность, взрывчатость, инфекционность, пожароопасность и т. д.) и присутствуют в количестве, опасном для здоровья людей и окружающей природной среды. Выделяют четыре класса опасности отходов: первый – вещества (отходы) чрезвычайно опасные, второй – вещества (отходы) высокоопасные, третий – умеренно опасные, четвертый – малоопасные.

   Отходы  являются источником загрязнения атмосферного воздуха, подземных и поверхностных  вод, почв и растительности. Первоначально  решение проблемы отходов виделось преимущественно в их уничтожении  – закапывании или сжигании, но с увеличением загрязнения окружающей среды на первый план вышли экологически более приемлемые меры устранения отходов – их сортировка и повторное использование, то есть рециклинг, а также использование малоотходных технологий. Малоотходным считается такое производство, при котором вредное воздействие на окружающую среду не превышает уровня, допустимого санитарно-гигиеническими нормами, при этом часть сырья и материалов переходит в отходы, которые направляются на переработку или захоронение. Минимизация отходов в различных отраслях промышленности может быть достигнута следующими способами: усовершенствованием технологических процессов в направлении сокращения количества образующихся отходов; рециклизацией отходов, предпочтительно в процессе их образования, переработкой отходов в полезные побочные продукты; снижением объемов и токсичности отходов для облегчения последующего удаления и переработки. 

6. Загрязнение гидросферы

   Вода  – комплексный природный ресурс, состоящий из вод Мирового океана (94 %), подземных вод(4 %), льда и снега (2 %), воды рек, озер и болот (0,4 %). Водные пространства занимают большую часть поверхности земного шара: акватория Мирового океана составляет 70,8 %, а на долю суши приходится лишь 29,2 % поверхности Земли. Масштабная эксплуатация Мирового океана оказывает сильное воздействие на его экосистему. Однако имеются мощные внешние источники загрязнения – атмосферные потоки и материковый сток. В результате на сегодняшний день можно констатировать наличие загрязняющих веществ не только в зонах, прилегающих к материкам, и в районах интенсивного судоходства, но и в открытых частях океанов, включая Арктику и Антарктику. Интенсивное развитие промышленности, транспорта, перенаселение ряда регионов планеты привело к значительному загрязнению гидросферы. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), около 80 % всех инфекционных заболеваний в мире связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды и нарушением санитарно-гигиенических норм водоснабжения. По экспертным оценкам, до 80 % всех химических соединений, поступающих во внешнюю среду, попадают в водоисточники.

   На  поверхности суши ежегодно выпадает примерно 120000 км3 пресной воды в виде дождя, снега, града. Из этого количества 32000 км3 воды попадает в ручьи, реки, моря и океаны, а большая часть  оставшейся воды частично испаряется, часть ее остается в растительном и животном мире, другая часть пополняет подземные запасы вод. По расчетам специалистов, в составе мантии Земли воды содержится в 10–12 раз больше, чем в Мировом океане.                     

   Главной причиной истощения водных ресурсов является сброс неочищенных промышленных и сельскохозяйственных стоков в общие источники и резервуары с чистой водой. По расчетам в 2000 г. потребление воды в мире на промышленные и бытовые нужды составило 23400 км3/год, что привело к такому же увеличению объема поступающих в океан загрязненных вод.

   Загрязнение воды представляет собой целый комплекс проблем. Одна из них – загрязнение даже очень малыми количествами токсичных веществ. Особую опасность в этом плане представляют соединения свинца, используемые, в частности, как присадки к бензину, соединения ртути, оказывающие чрезвычайно сильное разрушительное действие на живые организмы. Для разложения некоторых веществ, попавших в воду, требуется кислород, что приводит к уменьшению его содержания в воде. На пример, для полного окисления 1 г углерода необходимо 2,67 г кислорода, т.е. весь кислород, содержащийся в 300 л воды при 20 0С. На полное окисление 1 л нефти требуется столько кислорода, сколько его содержится в 400000 л воды. Чтобы полностью  обезвредить все нефтяные загрязнения, попадающие за год в океан, потребуется примерно 7.109 м3 чистой морской воды.

Совершенно  ясно, что сброс неочищенных или  плохо очищенных сточных вод  в различные водоемы только из-за нехватки кислорода может привести к исчезновению всякой жизни в  воде. Некоторые районы Рейна стали  мертвыми, т.е. загрязнены настолько, что  в них отсутствует необходимое  количество кислорода для размножения  и развития бактерий, участвующих  в разложении различного рода загрязнителей. Воды этой реки ежегодно несут в  море более 24 млн. т вредных отходов промышленных предприятий, минеральных солей, нефтяных продуктов, так как до впадения в Северное море воды реки используются примерно 30 раз. Ежегодно с промышленными стоками в Рейн попадает 3150 т хрома, 1520 т меди, 12300 т цинка, 70 т ртути, 350 т мышьяка. Каждый час в реки поступает 1250 т хлоридов (что эквивалентно 62 вагонам с солью). Загрязнению подвергаются не только реки, но и озера, моря и океаны. В США 20 млн. т отходов, содержащих различные химические вещества, ежегодно сбрасываются в озеро Верхнее, озеро Эри превратилось в отстойник сточных вод. По ориентировочным данным, в настоящее время масштабы нефтяных загрязнений океана составляют 10–25% его площади (следует иметь в виду, что 1 т нефти загрязняет 6 км2 площади моря). 

7. Загрязнение почвы.

    Почва – рыхлый поверхностный слой земной коры, образовавшийся в результате длительного воздействия на литосферу, атмосферу, воды, животных и растений. Почва состоит из хорошо выраженных слоев – почвенных горизонтов, различающихся по структуре и цвету. Состояние почв, грунтов имеет важнейшее значение для оценки экологического состояния той или иной территории, так как почвы представляют тройной интерес: как начальное звено пищевых цепей, как интегральный показатель экологического состояния окружающей среды и как источник вторичного загрязнения приземного слоя атмосферы, поверхностных и грунтовых вод. Кроме вторичного негативного воздействия на здоровье населения через продукты питания или загрязнение вод и воздуха, возможно и прямое воздействие загрязненных почв на здоровье населения, особенно детей, за счет непосредственного контакта и поступления почвы в организм.

   По  распространенности и токсикологическому воздействию различается загрязнение  почв неорганическими и органическими токсикантами. В группе неорганических токсикантов особое место занимают тяжелые металлы, к которым условно относят химические элементы с атомной массой более 50. Считается, что среди химических элементов тяжелые металлы являются наиболее токсичными, так как обладают большим сродством с физиологически важными органическими соединениями, способны к медленному накоплению в живых организмах, вызывают отрицательное воздействие на рост и развитие. Например, избыточное количество марганца, меди, хрома, свинца, никеля и других элементов, содержащихся в почвах вблизи крупных промышленных предприятий, снижает урожайность зерновых на 20–30 %, картофеля – на 47 %, бобовых – на 40 %. Поэтому борьба с выбросами промышленных предприятий является одновременно способом борьбы за плодородие почв. Основными органическими загрязнителями почвы являются бензапирен, полихлорированные бифенилы, хлорорганические пестициды и нефтепродукты.

   Следует отметить, что почвы вокруг больших  городов и крупных предприятий  цветной и черной металлургии, химической и нефтехимической промышленности, машиностроения, ТЭЦ на расстоянии в несколько десятков километров загрязнены тяжелыми металлами, нефтепродуктами, соединениями серы, свинца и другими  токсичными веществами, которые в  совокупности с бытовыми отходами существенно  влияют на химический состав почвы, вызывая  ухудшение ее качества. Также в почве присутствуют канцерогенные вещества, вызывающие опухолевые заболевания у живых организмов, в том числе раковые. Основными источниками загрязнения почвы канцерогенными веществами являются выхлопы автотранспорта, выбросы предприятий, продукты нефтепереработки.

   К особо опасным последствиям влияния  человека на почвы следует отнести  эрозию, загрязнение химическими  веществами, засоление, заболачивание, изъятие почв под различные сооружения. Под эрозией почв понимается разрушение и снос верхних, наиболее плодородных горизонтов и подстилающих пород ветром (ветровая эрозия) или потоками воды (водная эрозия). Эрозия – это естественный процесс, существующий в природе, который протекает очень медленно, поэтому разрушение и потери почвы от выдувания и смыва уравновешиваются процессами почвообразования. Однако наряду с естественной, или геологической, эрозией существует ускоренная (разрушительная), возникающая под влиянием антропогенной деятельности. Отрицательное влияние на почву оказывают пестициды. Они вызывают изменения в экосистеме, действуя на все живые организмы, в то время как используются для уничтожения весьма ограниченного числа видов. В итоге наблюдается интоксикация огромного числа других биологических видов вплоть до их исчезновения. Среди пестицидов наибольшую опасность представляют стойкие хлорорганические соединения, которые сохраняются в почвах в течение многих лет и в результате биологического накопления могут стать опасными для жизни многих организмов, так как обладают мутагенными и канцерогенными свойствами.