Экологические катастрофы

Выявлена тенденция  совместного накопления в твердых  взвешенных частицах приземной атмосферы  Европейской России свинца и олова; хрома, кобальта и никеля; стронция, фосфора, скандия, редких земель и кальция; бериллия, олова, ниобия, вольфрама  и молибдена; лития, бериллия и галлия; бария, цинка, марганца и меда. Литий, мышьяк, висмут часто не сопровождаются повышенными содержаниями других микроэлементов. Высокие концентрации в снеговой пыли тяжелых металлов обусловлены  как присутствием их минеральных  фаз, образовавшихся при сжигании угля, мазута и других видов топлива, так  и сорбцией сажей, глинистыми частицами  газообразных соединений типа галогенидов  олова. Выявленные особенности пространственно-временного распределения загрязняющих веществ  следует учитывать при интерпретации  наблюдательных данных о загрязнении  воздуха.

Время "жизни" газов и аэрозолей в атмосфере  колеблется в очень широком диапазоне (от 1 - 3 минут до нескольких месяцев) и зависит в основном от их химической устойчивости, размера (для аэрозолей) и присутствия реакционноспособных  компонентов (озон, пероксид водорода и др.). Поэтому в трансграничных переносах загрязняющих веществ  участвуют главным образом химические элементы и соединения в виде газов, не способных к химическим реакциям и термодинамически устойчивых в  условиях атмосферы. Вследствие этого  борьба с трансграничными переносами, являющимися одной из наиболее актуальных проблем защиты качества воздуха, сильно затруднена.

Оценка и тем  более прогноз состояния приземной  атмосферы являются очень сложной  проблемой. В настоящее время  ее состояние оценивается главным  образом по нормативному подходу. Величины ПДК токсических химических веществ  и другие нормативные показатели качества воздуха приведены во многих справочниках и руководствах. В таком  руководстве для Европы кроме  токсичности загрязняющих веществ (канцерогенное, мутагенное, аллергенное  и другие воздействия) учитываются  их распространенность и способность  к аккумуляции в организме  человека и пищевой цепи. Недостатки нормативного подхода - ненадежность принятых значений ПДК и других показателей  из-за слабой разработанности их эмпирической наблюдательной базы, отсутствие учета  совместного воздействия загрязнителей  и резких изменений состояния  приземного слоя атмосферы во времени  и пространстве. Стационарных постов наблюдения за воздушным бассейном  мало и они не позволяют адекватно  оценить его состояние в крупных  промьппленно-урбанизированных центрах. В качестве индикаторов химического  состава приземной атмосферы  можно использовать хвою, лишайники, мхи. На начальном этапе выявления  очагов радиоактивного загрязнения, связанных  с Чернобыльской аварией, изучалась  хвоя сосны, обладающая способностью накапливать  радионуклиды, находящиеся в воздухе. Широко известно покраснение игл  хвойных деревьев в периоды смогов в городах.

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.