6. Загрязнение окружающей среды
Загрязнение — поступление в среду нехарактерных для неё веществ, а также превышение естественного уровня веществ и энергии.
Многие современные экологические проблемы возникают в результате непродуманных действий людей. Если при строительстве предприятий, прокладке дорог, осушении или орошении земель, выполнении сельскохозяйственных работ недостаточно учитываются экологические требования, то в окружающую среду попадают вредные вещества, и происходит её загрязнение.
Загрязнения бывают природные (например, вулканическая лава и пепел) и антропогенные (выхлопные газы, сточные воды и др.).
- химическое — попадание чужеродных веществ в почву, воздух и воду (нитраты в воде, частицы сажи в воздухе);
- физическое — изменение физических параметров среды (повышенный уровень шума, радиоактивное загрязнение, тепловое загрязнение);
- биологическое — попадание в экосистемы нехарактерных для них видов организмов и продуктов их жизнедеятельности (попадание стоков с животноводческих ферм в водоёмы, чрезмерное размножение кишечной палочки в местах купания в летний период).
- локальное — загрязнение небольшой территории (загрязнение озера стоками животноводческой фермы);
- региональное — охватывает большие территории (загрязнение воздуха газообразными отходами металлургического комбината);
- глобальное — охватывает всю Землю или большую её часть (повышение концентрации углекислого газа в атмосфере).
- для атмосферы: разные виды транспорта, теплоэлектростанции, котельные установки, металлургические, химические и нефтеперерабатывающие предприятия;
- для гидросферы: целлюлозно-бумажные комбинаты, предприятия пищевой промышленности, сельское хозяйство, нефтепереработка, водный транспорт;
- для литосферы: шахты, металлургические предприятия, химические заводы, сельское хозяйство.
Возникновение парникового эффекта связано с выделением в атмосферу парниковых газов: оксида углерода (\(IV\)), метана, фреонов. У глекислый газ образуется при сгорании топлива в котельных установках и в двигателях автомобилей, а также при разложении органических остатков. Метан появляется при гниении органических отходов на городских свалках, при добыче полезных ископаемых. Ф реоны могут выделяться из повреждённых холодильных установок.
- повышение температуры воздуха;
- таяние льдов и повышение уровня мирового океана;
- изменение климата в разных районах Земли;
- вымирание многих видов, не приспособленных к новым условиям;
- миграция населения из неблагоприятных областей.
- более эффективное использование топлива;
- освоение безопасных видов энергии;
- международное сотрудничество по снижению выбросов парниковых газов.
Разрушение озонового слоя происходит из-за попадания в воздух галогенсодержащих веществ. Морские водоросли выделяют хлорметан, а из аэрозолей и различных холодильных установок (кондиционеров, рефрижераторов и т. д.) в атмосферу попадают фреоны.
- вымирание видов, ухудшение видового состава биосферы, снижение продуктивности наземных экосистем;
- увеличение заболеваемости людей из-за нарушения иммунной системы, рост раковых болезней кожи, частое развитие катаракты.
- прекращение выпуска и использования фреонов;
- выполнение государствами подписанного в \(1987\) г. международного договора об уменьшении выбросов фреона в воздух.
Кислотные дожди — это осадки, содержащие серную и азотную кислоты, которые образуются при взаимодействии оксидов серы и азота с парами воздуха. Сернистый газ выделяется в атмосферу при сжигании каменного и бурого угля, торфа, горючих сланцев. Оксиды азота попадают из труб химических предприятий, при работе двигателей транспортных средств.
- повышается кислотность почв и воды в водоёмах;
- могут исчезать чувствительные виды растений и животных;
- усиливается коррозия металлов.
- угарный газ (при неполном окислении топлива);
- углеводороды (из выхлопных газов автомобилей);
- сероводород (с отходами промышленных предприятий).
В безветренную погоду из-за сильного загрязнения воздуха может образовываться смог . При этом явлении мелкие частицы разных веществ висят в воздухе, из-за них ухудшается видимость, затрудняется дыхание.
Для защиты воздуха от загрязнений нужно принимать меры по снижению количества вредных выбросов в атмосферу, очистке выхлопных газов предприятий и транспорта от вредных примесей .
Глобальной экологической проблемой становится дефицит чистой пресной воды. К нему приводит неэкономное её расходование и обмеление рек и озёр. Не менее опасно растущее загрязнение природных вод стоками промышленных предприятий и сельскохозяйственных объектов. В морскую воду попадают выбросы кораблей, а также нефть при авариях танкеров и трубопроводов.
- экономное расходование воды для бытовых и промышленных нужд;
- качественная очистка всех сточных вод;
- создание производств с замкнутым циклом использования воды;
- совершенствование транспортировки грузов водным транспортом.
Хозяйственная деятельность человека часто приводит к нарушению процессов образования почвы и снижению её плодородия. Из-за вырубки лесов нарушается водный баланс, усиливаются процессы эрозии почвы, происходит обмеление рек.
Внесение избыточного количества удобрений, попадание в почву отходов производств, нефтепродуктов приводит к накоплению этих веществ в живых организмах. По цепям питания вредные соединения попадают в тело человека и могут вызывать у него серьёзные проблемы со здоровьем.
Источник
2.3. Природные и антропогенные источники загрязнения
В природоохранной практике необходимо учитывать не только антропогенные источники загрязнения (обусловленные сознательной деятельностью человека), но и природные. При этом вследствие загрязнения воздуха природными источниками сокращение промышленных выбросов не всегда может дать требуемый положительный эффект.
Следует подчеркнуть, что если выбросы от антропогенных источников оценивают уже давно (в США с 1900 г.), то выбросы от природных источников начали оценивать сравнительно недавно.
К природным источникам биогенного характера относятся растения и микроорганизмы, выделяющие различные химические соединения.
К природным источникам небиогенного характера относятся геотермальные источники, грозовые разряды и молнии, процессы природного горения, водные и почвенные аэрозоля (переносимые массами атмосферного воздуха).
При этом в атмосферу попадают твердые и газообразные вещества, которые относят к непостоянным примесям, переменным составным частям атмосферного воздуха.
К непостоянным примесям природного происхождения относят: водяной пар, озон, оксиды азота, аммиак, диоксид серы, фторид и хлорид водорода, сероводород и взвешенные частицы. На долю примесей природного происхождения приходится около 50% соединений серы, 93% оксида углерода, 98% оксида азота и 87% реактивных углеводородов.
Водяной пар содержится в атмосфере в концентрации 1-3%, причем основная его масса сосредоточена в слое атмосферы от 0 до 6 км. И хотя водяной пар в настоящее время не считают загрязнителем, однако при его поступлении в больших количествах возможно изменение температуры атмосферы.
Озон является одним из наиболее опасных компонентов, который активно вовлекается в окислительные процессы и является сильным фитотоксином. В нижнем атмосферном слое он образуется в фотохимических процессах с участием соединений, а также и при электрических разрядах. Наиболее высокие его концентрации наблюдаются в промышленных районах и высокогорных областях. Основное его количество распределяется в слое атмосферы на высоте 25-40 км.
Аммиак поступает в атмосферу в результате распада органических азотосодержащих веществ и может присутствовать в воздухе вдали от населенных пунктов в концентрации 0,003-0,005 мг/м 3 .
Взвешенные частицы природного происхождения представляют собой солевые частицы морской воды, почвы, растений, метеорной пыли, спор бактерий и цветочной пыльцы.
Серосодержащие соединения образуются в естественных Условиях в результате деятельности растений, живых организмов, при вулканической и геотермальной деятельности.
Образующиеся в результате жизнедеятельности растений Ненасыщенные углеводороды (в основном изопрены и терпены) крайне реакционноспособны в атмосферных окислительных процессах и быстро превращаются в активные частицы — свободные радикалы.
При извержениях вулканов в выделяющихся серосодержащих соединениях преобладает диоксид серы. В меньшем количестве в атмосферу поступают сероводород, карбонилсульфид, сульфаты в виде аэрозолей и твердых частиц. В мире ежегодно в результате вулканической деятельности выделяется 4 -16 млн т сернистых соединений.
Сероводород поступает в атмосферу в результате просачивания серосодержащего природного газа, жизнедеятельности бактерий, деятельности вулканов и геотермальных источников. В Мировом океане обнаружено только одно соединение, содержащее серу, — диметилсульфид. Распределение его в поверхностном слое вод Мирового океана аналогично распределению хлорофилла. Однако биогенные механизмы его образования пока не выяснены.
Более важную роль по сравнению с источниками серосодержащих соединений играют природные источники оксидов азота. Природными источниками оксидов азота являются грозовые разряды и молнии, а также биогенные выделения (в виде продуктов жизнедеятельности бактерий).
Общее количество оксидов азота из природных источников оценивается в 450 млн т/год.
Летучие органические соединения, в отличие от оксидов серы и азота, поступают в атмосферу главным образом из природных источников (65% от общего количества). Основной природный источник этих веществ — растения, в результате жизнедеятельности которых образуются непредельные соединения (терпеновые углеводороды и производные изопрена). Они активно участвуют в химических реакциях, протекающих в атмосфере, способны взаимодействовать с озоном и гидроксильными радикалами, инициируют химические реакции, в результате которых образуется целый ряд продуктов. Из природных источников выделяется более 90% летучих органических соединений. Количество их возрастает при повышении температуры и интенсивности солнечного освещения (летом их значительно больше, чем зимой).
По количеству выбросов природные источники в ряде случаев сопоставимы с антропогенными. Так, исследователями в США установлено, что из природных источников в атмосферу поступает около 35 млн т летучих органических соединений, тогда как выбросы этих соединений из антропогенных источников составляют 21 млн т [12]. Причем главными их поставщиками являются хвойные породы леса.
И, тем не менее, примеси природного происхождения обычно рассредоточены в пространстве, перемешиваются в воздухе и рассеиваются, как правило, нейтрализуются в процессе естественного самоочищения атмосферы.
Более опасны примеси антропогенного происхождения. Они характеризуются большой сосредоточенностью в пространстве, неоднородностью по составу и неравномерностью распределения. Загрязнения антропогенного происхождения наблюдаются в густонаселенных районах, содержат много веществ, отрицательно влияющих на здоровье человека, предметы материального производства, растительный и животный мир.
Основными источниками загрязнения антропогенного происхождения являются тепловые электростанции (29% всех загрязнений), предприятия черной и цветной металлургии (соответственно 24 и 10,5%), нефтехимической промышленности (15,5%), строительных материалов (8,1%), химической промышленности (1,3%), автотранспорта (13,3%) и другие. Причем в крупных городах доля выбросов загрязняющих веществ автотранспортом достигает 60-80 % и более.
Неотъемлемыми компонентами техногенных выбросов являются диоксид серы, оксид углерода и пыль (табл. 2.3).
Процессы горения играют важную роль в образовании загрязнений атмосферы; основные продукты сгорания топлива — диоксид и окись углерода. В результате окисления примесей, содержащихся в топливе, образуются также оксиды серы и азота. Более 58% выбросов диоксида серы образуется в результате функционирования тепловых электростанций.
Черная металлургия является также источником выбросов оксида углерода, марганца, небольших количеств соединений мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, паров ртути и др.
Таблица 2.3. Выбросы пыли и диоксида серы в атмосферу различными предприятиями, %
Источник