Виды экологических загрязнений. Физическое загрязнение окружающей среды: виды, источники, примеры. Загрязнение вод мирового океана

Физические загрязнения окружающей природной среды

Под загрязнением окружающей среды понимается привнесение в экологическую систему не свойственных ей живых или неживых компонентов, физических или структурных изменений, в результате которых прерываются или нарушаются процессы круговорота и обмена веществ, а также оттоки энергии, вследствие чего снижается продуктивность или разрушается данная экосистема.

Загрязняющие вещества обычно группируются по их природе:

Физической,

Химической,

Биологической.

Физическое (или параметрическое) загрязнение связано с отклонением от нормы физических параметров окружающей среды.

К этому типу загрязнения относятся:

Радиоактивное,

Радиационное,

Световое,

Тепловое,

Шумовое,

Электромагнитные формы загрязнения.

Тепловое загрязнение определяется влиянием тепловых полей на воздушную и водную среду. Отрицательное воздействие тепла на воздушную среду обнаруживается путем повышения тепловых градиентов температуры над городскими, сельскими агломерациями по сравнению с естественными природными экосистемами, что влечет за собой изменение энергетических процессов в атмо- и гидросфере в сельской и особенно городской местности. Так, тепловое воздействие проявляется в ухудшении режима земной поверхности (термокарст, солифлюкция, наледи и др.) и условий жизни людей. Источниками теплового загрязнения в пределах городских территорий служат подземные газопроводы промышленных предприятий (140-160°С), теплотрассы (50-150°С), сборные коллекторы и коммуникации (35-45°С) и т. д.

Отрицательное воздействие на гидросферу обозначается ростом температуры воды, приводящим к уменьшению растворимости кислорода, что снижает активность всего биоценоза водных систем, к снижению процессов естественной минерализации органического вещества в водных системах, провоцирует рост активности сине-зеленых водорослей, еще более снижающих количество кислорода в водной среде. Некоторые живые организмы весьма чувствительны к колебаниям температуры.

Радиоактивное загрязнение

Воздействие радиации сказывалось на всем протяжении длительной истории формирования жизни на Земле. Установлено, что радиоактивность любой интенсивности влияет на наследственность живых организмов. То есть нет нижнего безопасного предела радиации для живых систем.

Радиоактивное излучение проникает через живые ткани подобно крошечным пулям. Оно не оставляет внешних следов и само по себе не ощущается, но способно разрушать молекулы в составе клеток. В больших дозах радиация может нанести им такой вред, что они перестанут делиться. Поэтому ее используют в радиотерапии для разрушения раковых опухолей. Однако если сильно облучить все тело, клеточное деление нарушится практически во всех тканях, а значит, станет невозможным нормальное обновление крови, кожи и т. д. Возникнет так называемая лучевая болезнь, которая может привести к смерти уже через несколько дней или месяцев после облучения. А очень сильная радиация способна полностью разрушить клетки и вызвать мгновенную гибель.

Радиация опасна и в низких дозах, так как может повреждать молекулы ДНК, т. е. генетический материал организма. Деление клеток с такой измененной (му-тантной) ДНК иногда становится бесконтрольным и ведет к развитию злокачественных опухолей. Облучение яйцеклетки или сперматозоидов чревато врожденными дефектами у потомства. Все эти воздействия долгие годы могут никак не проявляться внешне. Основная опасность ядерных установок и заключается в том, что слабые дозы облучения, незаметно воздействуя на людей, повышают возможность возникновения у них раковых заболеваний и рождения неполноценного потомства.

Различают воздействие радиации соматическое и генетическое.

Соматическое - вызвано прямым воздействием радиации на живой организм, начиная от значительного снижения средней возможности выживания и кончая мгновенной гибелью.

Генетическое - последствия облучения влияют на развитие и формирование половых клеток. Это мутагенное влияние радиации. Возникновение мутации обусловлено изменением хромосом и химическим нарушением генетического кода за счет появления в ядре половой клетки свободных радикалов, которые, реагируя с азотистыми основаниями, изменяют структуру генетического кода. В этом заключается специфика действия радиации на биообъекты. Генетически опасна доза радиации любой интенсивности. Табл.1.

Таблица 1.Примерная доза облучения от некоторых объектов

За последние несколько десятилетий человек создал несколько тысяч радионуклидов и начал использовать их в научных исследованиях, в технике, медицинских целях и др. Это приводит к увеличению дозы облучения, получаемой как отдельными людьми, так и населением в целом. Иногда облучение за счет источников, созданных человеком, оказывается в тысячи раз интенсивнее, чем от природных источников.

В настоящее время основной вклад в дозу от источников, созданных человеком, вносит внешнее радиактивное облучение при диагностике и лечении. В развитых странах на каждую тысячу населения приходятся от 300 до 900 таких обследований в год не считая массовой флюорографии и рентгенологических обследований зубов.

Радиация от источников, созданных человеком

В результате деятельности человека во внешней среде появились искусственные радионуклиды и источники излучения. В природную среду стали поступать в больших количествах естественные радионуклиды, извлекаемые из недр Земли вместе с углем, газом, нефтью, минеральными удобрениями, строительными материалами. Роль различных искусственных источников излучений в создании радиационного фона иллюстрируется табл.21.

Естественная доза облучения человека - 20-50 млрд/год (1 рентген = 1 рад). Предельно допустимая величина радиации для человека, по данным Международной комиссии по радиации, составляет 166 млрд/год. Смертельная доза одноразового облучения - 10 тыс. рад. Табл.2.

Таблица 2.Важнейшие радиогенные изотопы в биосфере

Проблема промышленного производства

Все промышленные производства можно разделить на три категории. К первой относились производства, не имевшие вредного воздействия на здоровье человека, например швейные производства и др. Ко второй принадлежали производства относительно вредные, например металлообработка. Их разрешалось строить на окраинах городов, в некотором от них отдалении. К третьей относились производства, размещение которых вблизи городов категорически запрещалось. Однако быстрый рост городской застройки менее чем за полвека свел эффективность этого законодательства на нет. Крупные промышленные предприятия, строившиеся поначалу вдали от города, очень быстро были поглощены городской застройкой. Причем наибольшая масса городского населения скапливалась вблизи крупных предприятий, где наблюдались наивысшие загрязнения. Подобное экологическое состояние было характерно практически для всех крупных промышленно развитых городов.

В нашей стране уже принимались решительные меры по борьбе с экологическими последствиями беспланового развития городов. Состояние окружающей среды в городах нашей страны заметно улучшилось, однако экологические проблемы городов оставались достаточно острыми. К традиционным источникам загрязнения окружающей среды прибавились новые, роль которых постоянно возрастала. Это, прежде всего, относилось к автомобильному транспорту, который в настоящее время является главным источником загрязнения атмосферы в городах, а также главным источником шума.

В свою очередь, города, являясь крупными транспортными узлами, стали как бы центром сетчатого загрязнения природной среды вдоль транспортных магистралей, идущих к нему.

Состояние воздушного бассейна

Для большинства крупных городов характерно чрезвычайно сильное и интенсивное загрязнение атмосферы. Широко распространено мнение о том, что с увеличением размеров города возрастает и концентрация различных загрязняющих веществ в его атмосфере, однако, в действительности. Наряду с невысокими уровнями концентрации загрязнения в периферийных районах, она резко увеличивается в зонах крупных промышленных предприятий и, в особенности в центральных районах, В последних, несмотря на отсутствие в них крупных промышленных предприятий, как правило, всегда наблюдаются повышенные концентрации загрязнителей атмосферы. Это вызывается как тем, что в этих районах наблюдается интенсивное движение автотранспорта, так и тем, что а центральных районах атмосферный воздух обычно на несколько градусов выше, чем в периферийных,- это приводит к появлению над центрами городов восходящих воздушных потоков, засасывающих загрязненный воздух из промышленных районов, расположенных на ближней периферии. При анализе процессов загрязнения атмосферы городов весьма существенно различие между загрязнениями, производимыми стационарными и мобильными источниками. Как правило, с увеличением размера города доля мобильных источников загрязнения (в основном автотранспорта), в общем, загрязнении атмосферы возрастает, достигая 60 и даже 70%.

В настоящее время большие надежды в области охраны воздушного бассейна связываются с максимальной газификацией промышленности и топливно-энергетического комплекса, однако эффект газификации не следует преувеличивать. В отличие от стационарных источников загрязнение воздушного бассейна автотранспортом происходит на небольшой высоте и практически всегда имеет локальный характер. Так, концентрации загрязнений, производимых автомобильным транспортом, быстро уменьшаются по мере отдаления от транспортной магистрали, а при наличии достаточно высоких преград (например, в закрытых дворах домов) могут снижаться более чем в 10 paз.

В целом, выбросы автотранспорта значительно более токсичны, чем выбросы, производимые стационарными источниками. Наряду с угарным газом, окислами азота и сажей (у дизельных автомашин) работающий автомобиль выделяет в окружающую среду более 200 веществ и соединений, обладающих токсическим действием. Среди них следует выделить соединения тяжелых металлов, некоторые углеводороды, особенно бензапирен, обладающий выраженным канцерогенным эффектом. Несомненно, что в ближайшем будущем загрязнение воздушного бассейна городов автомобильным транспортом будет представлять наибольшую опасность. Это объясняется главным образом тем, что в настоящее время еще не существует кардинальных решений данной проблемы, хотя нет недостатка в отдельных технических проектах и рекомендациях.

Загрязнение атмосферного воздуха является самой серьезной экологической проблемой современного города, оно наносит значительный ущерб здоровью горожан, материально-техническим объектам, расположенным в городе (зданиям, объектам, сооружениям, промышленному и транспортному оборудованию, коммуникациям, промышленной продукции, сырью и полуфабрикатам) и зеленым насаждениям.

Разберем для примера лишь воздействие загрязнения воздушного бассейна на материально-технические объекты только одним компонентом - сернистым газом, выбрасываемым в атмосферу при сжигании топлива.

Как показывают многочисленные исследования, повышенная концентрация сернистого газа в воздухе резко увеличивает коррозию металлов. Так, по данным шведских исследователей, особенно интенсивной является коррозия углеродистой стали в городах со значительным увлажнением воздуха и в особенности прилегающих к морским побережьям. Легко заметить, что с удорожанием стоимости промышленного оборудования и промышленной продукции ущерб, наносимый загрязнением воздушного бассейна, будет неуклонно возрастать. Более того, оказывается, что уже сейчас целый ряд наиболее передовых отраслей промышленности, таких как электроника, точное машиностроение и приборостроение, испытывают серьезные затруднения в своем развитии на территории городов. Предприятиям этих отраслей приходится затрачивать немалые средства на очистку воздуха, поступающего в цеха, и, несмотря на это, на производствах, расположенных в крупных городах, нарушения технологии, вызванные загрязнением воздушного бассейна, учащаются с каждым годом. Но даже если в цехах при производстве высокоточной и высоко кондиционной продукции можно создать условия, близкие к идеальным, то, выходя за пределы цеха, она начинает подвергаться разрушающему воздействию загрязняющих веществ и может быстро терять свое качество.

Таким образом, загрязнение воздушного бассейна становится реальным тормозом научно-технического прогресса в городах, действие которого будет постоянно усиливаться по мере повышения требований к чистоте технологий, росту точности промышленного оборудования и распространению микро миниатюризации.

Воздействие окружающей среды на здоровье городского населения

В большой степени загрязнение атмосферы сказывается на здоровье городского населения. Об этом свидетельствуют, в частности, существенные различия в заболеваемости населения в отдельных районах одного и того же города. В одном районе большое количество промышленных предприятий находится вблизи детских садов, в другом детские учреждения отдалены от основных магистральных путей и источников загрязнения воздуха вредными веществами. Анализ заболеваемости показал, что общая острая заболеваемость в первом районе была в 1,5 раза выше, чем во втором. Заболеваемость органов дыхания детей возрастных групп (от года до 6 лет) в первом районе была также в 1,5 раза выше, чем во втором районе, а нервной системы и органов чувств - в 2-2,5 раза чаще.

Изменение здоровья горожан является не только показателем экологического состояния города, но и важнейшим социально-экономическим его следствием, которое должно определять ведущие направления по улучшений качества окружающей среды. В связи с этим весьма важно подчеркнуть, что само здоровье горожан в пределах биологической нормы является функцией от экономических, социальных (включая психологические) и экологических условий.

В целом на здоровье горожан влияют многие факторы, в особенности характерные черты городского образа жизни - гиподинамия, повышенные нервные нагрузки, транспортная усталость и ряд других, но более всего - загрязнение окружающей среды. Об этом свидетельствуют существенные различия в заболеваемости населения в разных районах одного и того же города.

Наиболее заметные отрицательные последствия загрязнения окружающей среды в крупном городе проявляются в ухудшении здоровья горожан по сравнению с жителями сельской местности.

Необходимость сохранения крепкого здоровья и высокой работоспособности горожан усиливает требования к качеству окружающей, среды. Во-первых, увеличивается количество отрицательно действующих факторов (например, вредных веществ в атмосфере и в водоемах). Необходимость соблюдения и учета их совместного воздействия на человека ведет к снижению предельно допустимых величин каждого из них. Во–вторых, предельно допустимые величины (ПДВ) многих отрицательно-действующих факторов в окружающей среде (вредных веществ, ионизирующих излучений), являясь функцией нашего знания: периодически пересматриваются в сторону ужесточения.

Наряду с загрязнением воздушного бассейна на здоровье человека отрицательно сказываются многие другие факторы окружающей среды городов.

Шумовое загрязнение

Шумовое загрязнение в городах практически всегда имеет локальный характер и преимущественно вызывается средствами транспорта - городского, железнодорожного и авиационного. Уже сейчас на главных магистралях крупных городов уровни шумов превышают 90 дБ и имеют тенденцию к усилению ежегодно на 0,5 дБ, что является наибольшей опасностью для окружающей среды в районах оживленных транспортных магистралей. Происходит гибель или миграция животных из зон этих воздействий, что сопровождается, впоследствии, гибелью всей экосистемы. Шум - одна из форм физического (волнового) загрязнения, адаптация к которому невозможна. Сильный шум более 90 дБ вызывает нервно-психический стресс и ухудшение слуха - вплоть до полной глухоты. Очень сильный шум (свыше 110 дБ) вызывает резонанс клеточных структур протоплазмы, ведущий к шумовому «опьянению», а затем и к разрушению тканей. На рис. 2.4. представлены источники шумового загрязнения и их последствия для здоровья в рамках шкалы силы звука, которая строится по логарифмам отношений данной величины звука к порогу слышимости.

Рис. 2.4. Схема влияния силы звука на порог слышимости и последствия шумового загрязнения для здоровья человека

Как показывают исследования медиков, повышенные уровни шумов способствуют развитию нервно-психических заболеваний и гипертонии. Борьба с шумом в центральных районах городов затрудняется плотностью сложившейся застройки, из-за которой невозможно строительство шумозащитных экранов, расширение магистралей и высадка деревьев, снижающих на дорогах уровни шумов. Таким образом, наиболее перспективными решениями этой проблемы являются снижение шумов собственных транспортных средств.

По экспертным оценкам, из-за шумового загрязнения 70-80% москвичей проживают в условиях акустического дискомфорта. В домах, расположенных на главных транспортных магистралях, уровни шума достигают 65-85 дБ (при норме не более 50 дБ).

Заметным стало влияние и других физических загрязнителей на здоровье людей в крупных городах. Например, в г. Москве уровень средней напряженности переменного электрического поля для разных районов находится в излишне высоких пределах. Такой режим не является естественным для человека и, следовательно, опасен.

Экологически опасными считаются три вида ионизирующего излучения: корпускулярные (альфа и бета излучения), электромагнитное (гамма излучение) и близкое к нему рентгеновское. Ионизирующее излучение оказывает наибольшее воздействие на высокоразвитые организмы. Микроорганизмы к нему более устойчивы.

При биоценотическом загрязнении основные нагрузки испытывает природная среда; в ней нарушается баланс видов, что приводит к гибели экосистем. Это всегда сопровождается биологическим загрязнением - появлением и размножением патогенных бактерий, которое может быть не менее опасным, чем химическое загрязнение. Например, экологические катастрофы всегда сопровождаются эпидемиями таких болезней как холера, грипп и др. В городе, где на значительных территориях практически уничтожена природная среда, преобладающим процессом повреждения зданий и сооружений стал биохимический процесс коррозии. Он приводит к быстрому разрушению органических и минеральных отделочных материалов, а также вызывает недопустимое для помещений биологическое загрязнение, сопровождающееся аллергическими реакциями и бронхиальными заболеваниями.

Стациально-деструктивное загрязнение наиболее часто наблюдается при строительстве из-за изменения ландшафтов на территории в процессе нерационального природопользования. В экосистему за счет строительной деятельности привносятся дополнительные техногенные компоненты. При этом происходят не только структурные изменения (система становится неоднородной, сложной), но и естественные взаимодействия оказываются нарушенными. Особенно опасен этот вид загрязнения в городах, так как при их строительстве нарушается требование экологической емкости территории, а оставшиеся на территории города природные комплексы не могут обеспечить эффективное очищение воздуха, воды, противостоять «закислению» почвы и превращению ее в пыль.

По данным МГУ, в г. Москве из-за этого вида загрязнения рельеф стал более однообразным и плоским. По мере развития города постепенно срезались и «выполаживались» положительные для данной местности формы рельефа - моренные холмы и возвышенности, береговые валы и песчаные дюны. В прошлом на территории г. Москвы была разветвленная сеть рек. Бассейну р. Москва в ее среднем течении принадлежали около 120 рек, которые определяли гидрогеологический режим территории. Уже к XX веку были засыпаны несколько десятков рек, ручьев и оврагов, мелкие реки были переведены в коллекторы и т.д. Сегодня из-за повреждения коллектора частыми стали явления подтопления зданий и весьма актуальны проблемы гидрогеологического плана для большинства памятников архитектуры.

Из века в век шел процесс стихийного наложения культурных слоев. Возросли нагрузки на окружающую среду и существующая «озеленённость» из-за гибели деревьев и мелких наземных и водных экосистем составляет сегодня всего лишь 33% от оптимальной для города.

В таких условиях опасность для городской системы г. Москвы стали представлять обострившиеся негативные процессы в биосфере. Участки геологического риска занимают в настоящее время 48% территории города (распространены во всех административных округах), 40% городской территории оказались в подтопленном состоянии, зафиксированы 15 участков развития глубоких (до 100 м) оползней и свыше 300 участков проявления поверхностных оползней. Активизированы карстово-суффозионные процессы (в северо-западной части города выявлены 10 потенциально опасных зон).

Реакция геологической среды на антропогенные воздействия чаще всего проявляется через значительное время, однако в таких масштабах, которые требуют колоссальных затрат на исправление ситуации и защиту построек. Так, в 1987 году провалилась под землю на глубину 10 м улица Пархоменко вместе с домами в г. Калуша Ивано-Франковской области. Причина - систематическая выработка руды и неисследованность грунтов перед застройкой улицы. Если бы, с учетом подобных факторов, своевременно были проведены консервационные и укрепительные работы, несчастья бы не произошло.

Как правило, значительное стациально-деструктивное загрязнение приводит к увеличению нагрузок на окружающую среду и от остальных видов загрязнения.

Эстетическое (визуальное) загрязнение причинило и продолжает причинять значительный ущерб архитектурно-исторической среде города, например, потерян колорит исторических улиц и двориков г. Москвы. Историческая часть города и ландшафт на территориях нового строительства пострадали из-за возведения невыразительных объектов, несоответствующих ландшафту и характеру исторической застройки.

Однообразная архитектура внесла не только дисгармонию в историческую среду города, но и обострила социальные проблемы. Появившиеся в 1960-х годах в городской среде эстетически непривлекательные здания стали отрицательно влиять на зрение и психику человека - люди стали угрюмыми, возросло количество случаев вандализма и т.п. Загрязнителями стали серые однообразные фасады с резко сниженным количеством видимых элементов (глухие фасады, панели большого размера, стены, облицованные кафельной плиткой, и т.п.).

Резюмируя изложенное, можно выделить следующие негативные последствия загрязнений:

Ухудшение качества окружающей среды для живых организмов, т.е. деаэрация;

Образование нежелательных потерь вещества, энергии, труда и средств, затраченных человеком для добычи и заготовки сырья и материалов, превращающихся в безвозвратные отходы, рассеиваемые в биосфере;

Необратимое разрушение как отдельных экологических систем, так и биосферы в целом, включая воздействие на глобальные физико-химические параметры среды;

Потери плодородных земель, снижение продуктивности экологических систем и биосферы в целом;

Коррозионные повреждения зданий и сооружений, изъятие из экосистемы новых ресурсов и повторное загрязнение окружающей среды;

Прямое или косвенное ухудшение физического и морального состояния человека как главной производительной силы общества.

Итак, основными причинами критической ситуации в технобиосфере ПТС стало несоблюдение человеком основных экологических законов и преобладание антропоцентрического подхода к удовлетворению его потребностей.

Сегодня определено, что критические ситуации возникают при строительстве и эксплуатации следующих предприятий народного хозяйства и территорий, для которых при проектировании требуется разработка раздела «оценка воздействий на окружающую среду», сокращенно ОВОС:

1) заводы и установки по переработке сырой нефти, которые газифицируют либо гидролизируют как минимум 500 т в сутки нефтяного сланца, каменного угля либо торфа;

2) котельные и энергетические установки, чья мощность горения не менее 300 МВт;

3) плавильные и литейные цеха производительностью свыше 5 000 т в год, заводы черной и цветной металлургии, агломерационные фабрики, цеха по выпуску легированных сталей, а также аффинажные фабрики и обжиговые цеха;

4) асбестовые карьеры, а также фабрики, перерабатывающие асбест и выпускающие изделия из него;

5) заводы по выпуску искусственного волокна, минеральной ваты, цемента, установки, использующие растворители и вещества, содержащие растворители, в которых их использование составляет более 1 000 т в год, а также фабрики, выпускающие в больших объемах химикаты, опасные для здоровья человека и вредные для окружающей среды;

6) установки по сжиганию вредных отходов, установки по их физико-химической обработке и места свалок, установки по сжиганию коммунально-бытового мусора и свалки с объемом хранения более 20 000 т в год;

7) целлюлозно-бумажные и картонные фабрики;

8) крупномасштабное производство по добыче и обогащению металлических и прочих руд;

9) хранилища нефти и нефтехимических материалов с общей вместимостью свыше 50 000 м3;

10) строительство автодорог, шоссе, магистральных железнодорожных линий, а также аэродромов с длинной взлетной полосой - как минимум, 2 100 м;

11) магистральные водопроводы, канализационные линии, нефте- и продуктопроводы диаметром, как минимум, 1 000 мм, крупноразмерные водные и канализационные туннели, а также трубопроводы с напором, как минимум, 400 м;

12) морские фарватеры с глубиной, как минимум, 8 м, внутренние фарватеры с глубиной, как минимум, 4 м, порты, входные каналы которых соответствуют вышеуказанным величинам, а также другие крупные каналы;

13) установки по очистке бытовой канализации в населенных пунктах численностью свыше 100 000 жителей;

14) плотины, водохранилища площадью свыше 10 км2, проекты по регулированию водных систем, если средний сброс превышает 20 м3/с и если объем стока и уровень воды могут существенно отличаться от исходной ситуации;

15) забор грунтовых вод при минимальном годовом объеме 3 млн м3;

16) добыча углеводородов в открытом море;

17) территории лесов, болот и болотистой местности площадью более 200 га, находящиеся в общем пользовании, на которых предполагается постоянное изменение их природы через осушение или мелиорацию, окончательное снятие древесной растительности либо засаждение их древесными породами, не относящимися к природе данного региона;

18) ядерные установки и реакторы, не считая исследовательских реакторов мощностью производимого тепла менее одного МВт, а также установки, предназначенные, в первую очередь, для производства или обогащения ядерных материалов, повторной переработки радиоактивных отходов.

Загрязнители внутри помещений

Современный человек проводит в зданиях, в зависимости от образа жизни и условий трудовой деятельности, от 52 до 85% суточного времени, поэтому внутренняя среда помещений, даже при относительно невысоких концентрациях большого количества токсичных веществ, оказывает значительное влияние на самочувствие, работоспособность, общую заболеваемость, аллергопатологию, иммунный статус и проч.

Среда внутри помещений может быть охарактеризована следующими параметрами: эстетическими, физическими, химическими и биологическими. Любое их отклонение от оптимальных значений для человека (оптимальные значения определены тем, что человек является составной частью экосистемы и, следовательно, только естественный состав воздуха, воды и др. экологических факторов окружающей среды для него будет благоприятен) проявляется в чувстве дискомфорта, плохом самочувствии и ухудшении здоровья.

Наибольшее негативное влияние на человека оказывают химические загрязнители, которые, в силу замкнутости объема, плохо рассеиваются и в больших концентрациях присутствуют в помещениях не только из-за поступления из атмосферы, но и, в основном, из внутренних источников. В зависимости от функционального назначения помещения эти загрязнители различны. Наиболее характерными принято считать продукты деструкции синтетических полимерных материалов (лаки, краски, клеи, шпатлевки, мастики, некоторые виды линолеума, обоев, древесностружечные плиты и другие отделочные материалы, полученные с использованием химических модификаторов и добавок). Из-за плохой вентиляции опасными являются продукты неполного сгорания газа, угля, дров в печах, каминах и газовых плитах - угарный газ (СО), углерод (С) и др. Препараты бытовой химии стали типичными загрязнителями в жилых и общественных зданиях. Природные фитонциды, поступающие со свежим чистым воздухом, заменены синтетическими ароматическими веществами освежителей воздуха. Как правило, это придает только видимость свежести, происходит самообман за счет подавления обоняния, неприятный запах не устраняется, а только перебивается. Бытовые отходы, бытовой мусор, бактериостатическая загрязненность, зараженность материалов стен и полимерных материалов патогенными бактериями, домовым грибом и другими микроорганизмами также относят к опасным загрязнителям.

НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды РАМН установлено, что в воздухе жилых и общественных зданий могут одновременно присутствовать более 100 летучих веществ, химических соединений, относящихся к различным классам опасности. Сравнительная количественная оценка химического загрязнения наружного воздуха и воздуха помещений жилых и общественных зданий показала, что загрязнение воздушной среды всех общественных зданий превосходило уровень загрязнения наружного воздуха в 1,8-4 раза - в зависимости от степени загрязнения последнего и мощности внутренних источников загрязнения.

Одним из самых мощных источников загрязнения зданий являются строительные отделочные материалы. О степени опасности этих веществ можно судить по их балльной оценке - классу опасности (1 класс - самые опасные; 2, 3, 4 - менее опасные). Опасные последствия для человека трудно прогнозируемы, недостаточно изучено их влияние на различные возрастные группы, не определен их синергетический эффект и другие гигиенические характеристики. О конкретном вреде для человека некоторых из них можно судить по нижеприведенным данным. На сегодняшний день известно, что контакт человека с феноло-, мочевино-, меламино- формальдегидными, эпоксидными, полиэфирными смолами, полиамидами, поливинилхлоридом, каучуками и клеями различного состава может быть причиной аллергических дерматитов. Аллергенными свойствами обладают выделяющиеся из полимерных материалов акрилонитрил, ароматические амины (например, неозон Д), бензол, толуол, ксилолы, гексаметилендиамин, ацетон, резорцин, каптакс, фталаты, кумарон, малеиновый ангидрид, пиридин. Ряд ингредиентов полимерных материалов, например, фталевый ангидрид, гидроперекиси, стирол, влияют на функции половых желез (гонадотропное действие). Известны тератогенные и эмбриотоксичные свойства бензола, фенола и его производных, а также формальдегида. К числу химических мутагенов относят этилен- и пропиленоксид, диметилформамид, фенол, формальдегид, эпихлоргидрин, этиленгликоль, гидроперекись изопропилбензола.

Из химических веществ, входящих в состав полимерных материалов, канцерогенными свойствами обладают, например, полициклические углеводороды (3,4-бензопирен), перекиси. Так как многие из перечисленных веществ используются в реставрации, их негативное влияние на человека необходимо обязательно учитывать уже на стадии выбора материала реставрационных работ в интерьере (согласно экологическим требованиям по показателям здоровья) и стараться избегать использования тех из них, которые содержат вещества, опасные для человека и всего живого на Земле.

Помимо ингредиентного загрязнения в помещениях возможно загрязнение параметрическое. В зависимости от того, где в здании человек находится, он может получать меньшую или большую дозу облучения. Здание, защищая человека от внешних источников облучения, само, за счет содержания радионуклидов в строительных материалах, влияет на человека, и это необходимо учитывать при выборе материалов для строительства, реконструкции и реставрации (свойства материалов приводятся в сертификатах по радиационной гигиене).

Вторая опасность параметрического загрязнения помещений связана с поступлением радона. Опасность загрязнения радоном возникает, в первую очередь, в подвальных помещениях и на нижних этажах, куда он поступает из земли. Поступление радона усиливается, когда теплый воздух выходит сквозь крыши домов, создавая разрежение.

Таким образом, загрязнение воздуха в помещениях - очень важная для строителей и реставраторов экологическая проблема. При ее решении следует выделить основные источники и причины загрязнений. Разрабатывая проекты, необходимо учитывать три категории причин загрязнения:

Вещества (материалы) и оборудование, используемые в интерьерах, выделяют потенциально опасные испарения;

Помещения становятся все более и более герметичными, и загрязняющие вещества накапливаются до опасных уровней;

Экспозиция загрязнения гораздо больше в помещении (до 70-80% времени человек находится внутри), чем на открытом воздухе.

Поэтому актуальным становится экологический подход к планировке помещений, оценке и выбору строительных материалов для интерьеров, выбору и размещению инженерного оборудования в зданиях и т.д. Строители и реставраторы в своей деятельности могут решать эту экологическую проблему двояко - с одной стороны, не допуская дальнейшего загрязнения окружающей среды, а с другой - принимая специальные решения по защите человека от загрязнителей.

Необходим дифференцированный компенсационный подход к решению экологических задач в строительстве. В нынешней критической ситуации нужна разработка экологической политики строительного предприятия и при этом обязательно должны быть учтены законы экологии Б. Комменера:

1 - все связано со всем;

2 - все должно куда-то деваться;

3 - природа «знает» лучше;

4 - ничто не дается даром.

В результате антропогенной деятельности окружающая среда поддается загрязнению различных видов. Это существенно влияет не только на жизнь людей, но и на состояние климата, флоры, фауны, приводит к печальным последствиям. Основной источник загрязнения – это изобретения людей:

• автомобили;
• электростанции;
• ядерное оружие;
• промышленные предприятия;
• химические вещества.

Все, что имеет не естественное, а искусственное происхождение, влияет на здоровье людей и экологию в целом. Даже предметы первой необходимости, такие как еда и одежда, сейчас не обходятся без инновационных разработок с применением химических веществ.

На сегодняшний день изобретено множество машин и технических средств, которые при своей работе создают шум. Это транспорт и спецтехника, оборудование предприятий и многое другое. В результате автомобили, поезда, станки издают огромное количество звуков, которые раздражают слух людей и животных. Также неприятные шумы могут издаваться естественным путем – грозы, вулканы, ураганы. Все это вызывает звуковое загрязнение и влияет на здоровье людей, вызывает головную боль, проблемы с сердечнососудистой системой и проблемы со слуховым аппаратом. Кроме потери слуха, это может привести к инсульту или же к инфаркту.

Загрязнение атмосферы

Ежедневно в атмосферу поступает огромное количество выбросов и парниковых газов. Больше всего воздух загрязняют выхлопные газы автомобилей, а легковых машин в городах с каждым годом становится больше. Еще один источник загрязнения атмосферы – это промышленные предприятия:

• нефтехимические;
• металлургические;
• цементные;
• энергетические
• угледобывающие.

В результате загрязнения воздуха разрушается озоновый слой Земли, который защищает поверхность от прямых солнечных лучей. Ухудшается состояние экологии в целом, так как молекулы кислорода необходимы для жизненных процессов всем живым организмам.

Загрязнение гидросферы и литосферы

Загрязнение воды и почвы – это еще одна глобальная проблема. Она достигла таких масштабов, что в негодное состояние пришли не только воды рек и озер, но море и океанов. Наиболее опасные источники загрязнения водоемов следующие:

• сточные воды – бытовые и промышленные;
• выброс мусора в реки;
• разлив нефтепродуктов;
• гидроэлектростанции и плотины.

Земля загрязняется и водой, и агрохимикатами, продуктами промышленных предприятий. Особую проблему составляют мусорные свалки и полигоны, а также захоронения радиоактивных веществ.

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ – привнесение новых, не характерных для нее физических, химических и биологических агентов или превышение их естественного уровня.

Любое химическое загрязнение – это появление химического вещества в непредназначенном для него месте. Загрязнения, возникающие в процессе деятельности человека, являются главным фактором его вредного воздействия на природную среду.

Химические загрязнители могут вызывать острые отравления, хронические болезни, а также оказывать канцерогенное и мутагенное действие. Например, тяжелые металлы способны накапливаться в растительных и животных тканях, оказывая токсическое действие. Кроме тяжелых металлов, особо опасными загрязнителями являются хлордиоксины, которые образуются из хлорпроизводных ароматических углеводородов, используемых при производстве гербицидов. Источниками загрязнения окружающей среды диоксинами являются и побочные продукты целлюлозно-бумажной промышленности, отходы металлургической промышленности, выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания. Эти вещества очень токсичны для человека и животных даже при низких концентрациях и вызывают поражение печени, почек, иммунной системы.

Наряду с загрязнением окружающей среды новыми для нее синтетическими веществами, большой ущерб природе и здоровью людей может нанести вмешательство в природные круговороты веществ за счет активной производственной и сельскохозяйственной деятельности, а также образования бытовых отходов.

Вначале деятельность людей затрагивала лишь живое вещество суши и почву. В 19 в., когда начала бурно развиваться индустрия, в сферу промышленного производства начали вовлекаться значительные массы химических элементов, извлекаемых из земных недр. При этом воздействию стала подвергаться не только наружная часть земной коры, но также природные воды и атмосфера.

В середине 20 в. некоторые элементы стали использоваться в таком количестве, которое сопоставимо с массами, вовлеченными в природные круговороты. Низкая экономичность большей части современной индустриальной технологии привела к образованию огромного количества отходов, которые не утилизируются в смежных производствах, а выбрасываются в окружающую среду. Массы загрязняющих отходов столь велики, что создают опасность для живых организмов, включая человека.

Хотя химическая промышленность не является главным поставщиком загрязнений (рис. 1), для нее характерны выбросы, наиболее опасные для природной среды, человека, животных и растений (рис. 2). Термин «опасные отходы» применяют к любого рода отходам, которые могут нанести вред здоровью или окружающей среде при их хранении, транспортировке, переработке или сбросе. К ним относятся токсичные вещества, воспламеняющиеся отходы, отходы, вызывающие коррозию и другие химически активные вещества.

В зависимости от особенностей циклов массообмена загрязняющий компонент может распространяться на всю поверхность планеты, на более или менее значительную территорию или иметь локальный характер. Таким образом, экологические кризисы, являющиеся результатом загрязнения окружающей среды, могут быть трех сортов – глобальные, региональные и локальные

Одной из проблем, имеющих глобальный характер, является возрастание содержания в атмосфере углекислого газа в результате техногенных выбросов. Наиболее опасным последствием этого явления может стать повышение температуры воздуха благодаря «парниковому эффекту». Проблема нарушения глобального цикла массобмена углерода уже переходит из области экологии в экономические, социальные и, в конце-концов, политические сферы.

В декабре 1997 в г. Киото (Япония) был принят Протокол к рамочной конвенции Организации объединенных наций об изменении климата (датированной маем 1992) (). Главное в Протоколе – количественные обязательства развитых стран и стран с переходной экономикой, включая Россию, по ограничению и снижению выбросов парниковых газов, прежде всего СО 2 , в атмосферу в 2008–2012. У России разрешенный уровень выбросов парниковых газов на эти годы – 100% от уровня 1990. Для стран ЕС в целом он составляет 92%, для Японии – 94%. У США предполагалось 93%, однако эта страна отказалась участвовать в Протоколе, поскольку снижение выбросов углекислого газа означает понижение уровня выработки электроэнергии и, следовательно, стагнацию промышленности. 23 октября 2004 Государственная Дума России приняла решение о ратификации Киотского Протокола .

К загрязнениям регионального масштаба относятся многие отходы промышленных предприятий и транспорта. В первую очередь, это касается диоксида серы. Он вызывает образование кислотных дождей, поражающих организмы растений и животных и вызывающих заболевания населения. Техногенные оксиды серы распределяются неравномерно и наносят ущерб отдельным районам. За счет переноса воздушных масс они зачастую пересекают границы государств и оказываются на территориях, удаленных от индустриальных центров.

В крупных городах и промышленных центрах воздух, наряду с оксидами углерода и серы, часто загрязнен оксидами азота и твердыми частицами, выбрасываемыми автомобильными двигателями и дымовыми трубами. Нередко наблюдается образование смога. Хотя эти загрязнения носят локальных характер, они затрагивают многих людей, компактно поживающих на таких территориях. Кроме того, наносится ущерб окружающей природе.

Одним из основных загрязнителей окружающей среды является сельскохозяйственное производство. В систему круговорота химических элементов искусственно вводятся значительные массы азота, калия, фосфора в виде минеральных удобрений. Их избыток, не усвоенный растениями, активно вовлекается в водную миграцию. Накопление соединений азота и фосфора в природных водоемах вызывает усиленный рост водной растительности, зарастание водоемов и загрязнение их мертвыми растительными остатками и продуктами разложения. Кроме того, аномально высокое содержание растворимых соединений азота в почве влечет за собой повышение концентрации этого элемента в сельскохозяйственных продуктах питания и питьевой воде. Это может вызвать серьезные заболевания людей.

В качестве примера, показывающего изменения структуры биологического круговорота в результате деятельности человека, можно рассмотреть данные для лесной зоны европейской части России (таблица). В доисторические времена вся эта территория была покрыта лесами, сейчас их площадь уменьшилась почти вдвое. Их место заняли поля, луга, пастбища, а также города, поселки, транспортные магистрали. Уменьшение общей массы некоторых элементов за счет общего уменьшения массы зеленых растений компенсируется внесением удобрений, которое вовлекает в биологическую миграцию значительно больше азота, фосфора и калия, чем естественная растительность. Вырубка леса и распашка почв способствуют усилению водной миграции. Таким образом, существенно увеличивается содержание соединений некоторых элементов (азота, калия, кальция) в природных водах.

Загрязнителями воды являются и органические отходы. На их окисление расходуется дополнительное количество кислорода. При слишком низком содержании кислорода нормальная жизнь большинства водных организмов становится невозможной. Аэробные бактерии, которым необходим кислород, также погибают, вместо них развиваются бактерии, использующие для своей жизнедеятельности соединения серы. Признаком появления таких бактерий является запах сероводорода – одного из продуктов их жизнедеятельности.

Среди многих последствий хозяйственной деятельности человеческого общества особое значение имеет процесс прогрессирующего накопления металлов в окружающей среде. К наиболее опасным загрязнителям относят ртуть, свиней и кадмий. Существенное воздействие на живые организмы и их сообщества оказывают также техногенные поступления марганца, олова, меди, молибдена, хрома, никеля и кобальта (рис. 3).

Природные воды могут загрязняться пестицидами и диоксинами, а также нефтью. Продукты разложения нефти токсичны, а нефтяная пленка, изолирующая воду от воздуха, приводит к гибели живых организмов (в первую очередь, планктона) в воде.

Помимо накопления в почве токсичных и вредных веществ в результате деятельности человека, ущерб землям наносится за счет захоронения и свалок промышленных и бытовых отходов.

Основными мерами борьбы с загрязнением атмосферы являются: строгий контроль выбросов вредных веществ. Нужно заменять токсичные исходные продукты на нетоксичные, переходить на замкнутые циклы, совершенствовать методы газоочистки и пылеулавливания. Большое значение имеет оптимизация размещения предприятий для уменьшения выбросов транспорта, а также грамотное применение экономических санкций.

Большую роль в защите окружающей среды от химических загрязнений начинает играть международное сотрудничество. В 1970-е в озоновом слое, защищающем нашу планету от опасного действия ультрафиолетового излучения Солнца, было обнаружено снижение концентрации О 3 . В 1974 установили, что озон разрушается под действием атомарного хлора. Одним из основных источников хлора, попадающего в атмосферу, являются хлорфторпроизводные углеводородов (фреоны, хладоны), используемые в аэрозольных баллонах, холодильниках и кондиционерах. Разрушение озонового слоя происходит, возможно, не только под действием этих веществ. Тем не менее, были предприняты меры по уменьшению их производства и использования. В 1985 многие страны договорились о защите озонового слоя. Обмен информацией и совместные исследования изменений концентрации атмосферного озона продолжаются.

Проведение мероприятий, предупреждающих попадание загрязняющих веществ в водоемы, включает установление прибрежных защитных полос и водоохранных зон, отказ от ядовитых хлорсодержащих пестицидов, уменьшение сбросов промышленных предприятий за счет применения замкнутых циклов. Снижение опасности загрязнения нефтью возможно путем повышения надежности танкеров.

Для предотвращения загрязнения поверхности Земли нужны предупредительные меры – не допускать засорения почв промышленными и бытовыми сточными водами, твердыми бытовыми и промышленными отходами, нужна санитарная очистка почвы и территории населенных мест, где такие нарушения были выявлены.

Наилучшим решением проблемы загрязнения окружающей среды были бы безотходные производства, не имеющие сточных вод, газовых выбросов и твердых отходов. Однако безотходное производство сегодня и в обозримом будущем принципиально невозможно, для его реализации нужно создать единую для всей планеты циклическую систему потоков вещества и энергии. Если потери вещества, хотя бы теоретически, все же можно предотвратить, то экологические проблемы энергетики все равно останутся. Теплового загрязнения нельзя избежать в принципе, а так называемые экологически чистые источники энергии, например ветряные электростанции, все равно наносят ущерб окружающей среде.

Пока единственным путем существенного уменьшения загрязнения окружающей среды являются малоотходные технологии. В настоящее время создаются малоотходные производства, в которых выбросы вредных веществ не превышают предельно допустимых концентраций (ПДК), а отходы не приводят к необратимым изменениям природы. Используется комплексная переработка сырья, совмещение нескольких производств, применение твердых отходов для изготовления строительных материалов.

Создаются новые технологии и материалы, экологически чистые виды топлива, новые источники энергии, снижающие загрязнение окружающей среды.

Елена Савинкина

На всех стадиях развития человек был тесно связан с природой. Но по мере появления и формирования индустриального общества все чаще проблемой современного мира становится загрязнение окружающей среды.

Виды загрязнений достаточно многообразны по своей силе воздействия и характеризуются опасностью распространения в воздушном пространстве, а также в водной стихии и с помощью почвы.

Естественные причины

Существует два типа источников вредных выбросов в атмосферу - естественный и антропогенный. Именно таковы его основные виды. схема которого приведена ниже - важная проблема, требующая решения.

Первый вид никак не связан с деятельностью людей и происходит по определенным законам природы. Необходимо отметить, что загрязнения данного вида имели место быть задолго до того, как появилось человечество, поэтому окружающая среда с такими «отбросами» прекрасно справляется.

Это связано с тем, что в эволюции уже заложены природные катаклизмы (бури, извержение вулканов, лесные пожары, разложение погибших животных и растений). Естественные загрязнения можно рассматривать как биологическое загрязнение окружающей среды. Виды загрязнения такого рода включают, прежде всего, самой природы в целом.

Естественные загрязнения можно проиллюстрировать следующими примерами:

Долина Смерти. У подножья вулкана Кихпиныч (Камчатка) простирается долина, которая заполнена вулканическими сероводородными газами. При отсутствии ветра над уровнем земли газ скапливается, и гибнут все животные и птицы, которые попадают в данную область. Ученые, занимающиеся исследованием Долины Смерти, не только изучают данный феномен, но и очищают территорию от трупов. Это необходимо в связи с тем, чтобы в долину не приходили падальщики, которые могут нанести вред не только живым животным, но и распространить инфекцию от мертвых. Таким образом, данный тип загрязнения обладает достаточно яркими признаками, которые имеют подобные виды экологических загрязнений окружающей среды.

- «Красный прилив». На поверхности морей образуется покрытие бурого цвета, сильно напоминающее кровь. Это происходит в связи с размножением определенного вида водорослей, которые по своей природе очень токсичны. Ядовитые вещества попадают по пищевой цепочке в обитателей моря, отчего последние гибнут.

Известны случаи, когда экипажи судов, проходящих в таких областях, получали сильнейшее отравление, употребив в пищу выловленную в «ядовитых» местах рыбу или моллюсков. Ученые связывают появление токсичных водорослей с большим объемом химических выбросов в воды океана.

Антропогенные источники

Насыщение природы вредными веществами человеком заслуживают отдельного внимания, так как не ограничиваются разложениями или пожарами по вине людей. Классификация видов загрязнения окружающей среды в этом случае, может быть следующая:

Радиоактивные осадки;

Неорганическое загрязнение вод;

Органическое;

Тепловые виды;

Загрязнение почвы;

Насыщение пестицидами;

- (как итог взаимосвязи с круговоротом воды в природе).

Все перечисленные способы - виды антропогенного загрязнения окружающей среды, то есть результат человеческой деятельности.

Аэрозольные выбросы

В атмосфере в связи с функционированием человечества находится масса примесей, которые можно назвать техногенной пылью. Она выражается в виде тумана, дымки или обычного дыма. В результате сжигания определенных веществ в производстве ядовитые пары и канцерогенные соединения выбрасываются в окружающую среду.

Основными источниками появления техногенной пыли являются металлургические заводы, нефтеперерабатывающие, сажевые и другие подобные, которые используют термическую обработку сырья. Также основные виды загрязнения окружающей среды аэрозольным способом включают в себя выброс пыли и ядовитых веществ в горной промышленности.

При формировании искусственных насыпей (отвалов) из вскрышных пород при добыче полезных ископаемых в атмосферу выбрасывается огромное количество результатов переработки. Вредные частицы выделяются в окружающую среду и во время взрывных работ.

Например, при взрыве средней мощности выделяется до 2 тысяч кубических метров оксида углерода и около 150 тонн пыли. Во время технологических процессов переработки полуфабрикатов для производства цемента в воздух также выделяется масса химических веществ и технологической пыли.

Аэрозольными можно назвать и виды загрязнения окружающей среды транспортом. В результате сгорания вещества (бензина или дизельного топлива) происходит выделение газов: оксидов углерода, углеводорода и азота. Длительность нахождения этих смесей в атмосфере до их естественного разложения составляет от нескольких часов до нескольких лет.

Фотохимический туман

Смог образуется путем соединения химически вредных выбросов в атмосферу с солнечной радиационной энергией. В результате происходит фотохимическая реакция оксидов азота, углеводородов и других вредных веществ.

Туман, таким образом, представляет такую категорию насыщения вредными веществами, которую содержат в себе виды химических загрязнений окружающей среды.

Цепная реакция превращения диоксида азота в оксид азота и атомарный кислород должна давать в результате озон (соединение молекулярного и атомарного кислорода). Реакция окисления азота данным соединением должна давать молекулярный кислород и как итог, диоксид азота. Однако озон при возникновении тут же вступает в реакцию с выхлопными газами в атмосфере, в результате чего образуется определенное количество объединенных атомов и молекул кислорода.

Данное соединение, вступая в реакцию с примесями в воздухе, образует оксиданты и свободные радикалы, которые характерны для смога. Соединения, которыми воздух буквально пропитан, оказывают крайне негативное воздействие на кровеносную и дыхательную системы жителей, в результате чего человек может погибнуть.

Радиоактивные осадки

Данный вид загрязнений - наиболее опасный для человечества и для всего живого в мире. Осадки, которые содержат радиоактивные частицы, представляют собой атмосферную влагу и пыль.

Наиболее тяжелые частицы радиоактивных элементов оседают сразу же на поверхности земли, более легкие имеют свойство задерживаться в атмосфере и переноситься на довольно большие расстояния.

За счет радионуклеотиды, содержащиеся в воздухе, выпадают на землю в виде дождя, снега или тумана.

При попадании таких осадков на кожу человека радиоактивные атомы проникают внутрь организма, разрушая его постепенно изнутри.

Неорганические типы

Виды загрязнения окружающей представлены также и неорганическими «методами».

В связи с развитием промышленности в воду попадают отходы, которые образуются во время деятельности заводов и предприятий по заготовке и обработке лесоматериала, при производстве работ в шахтах, на рудниках, а также в результате использования транспорта.

Например, в сточных водах, которые затем попадают в водоемы, содержится большое количество остатков синтетических моющих средств. Данные элементы, попадая в водоочистительную систему, не удаляются и возвращаются в водопровод.

Виды химических загрязнений окружающей среды включают в данном случае загрязнение сточных вод соединениями таких элементов, как кадмий, мышьяк, свинец, ртуть и других не менее опасных веществ.

Указанные соединения поглощаются низкоорганизованными обитателями водоемов и передаются по пищевой цепочке высокоорганизованным организмам.

Химические загрязнения имеют свойство менять рН воды до такого состояния, когда в такой воде не могут жить и размножаться обитатели водной среды.

Однако многие беспозвоночные организмы, населяющие водную стихию, способны накапливать в себе радиоактивные элементы и яды. Именно поэтому они служат в качестве индикатора того, какие основные виды загрязнения окружающей среды обусловили загрязнение водоема.

Несмотря на то что вода имеет свойство самоочищаться, в связи с попаданием в нее большого количества химических соединений, организмы, обеспечивающие очищение, погибают. Соответственно, требуются дополнительные методы отделения вредных частиц от воды, но, к сожалению, этого недостаточно.

Органический "мусор"

Виды загрязнений среды, окружающей человека, включают в себя и органическую их природу. К таким можно отнести нефть, состоящую в основном из насыщенных углеводородов.

При наличии на поверхности воды обитатели морей, а также животные и растения прибрежной зоны погибают.

Это происходит по причине того, что нефть, попадая на рыб или водоплавающих птиц, обволакивает их тонкой черно-коричневой пленкой, в связи с чем нарушается естественная обтекаемость поверхности оперения птиц (или чешуи рыб).

Задолго до того как люди научились добывать данный природный ресурс, нефть также попадала на поверхность воды. Однако в морях и океанах существуют микроскопические бактерии, способные перерабатывать "черное золото", питаясь им. Постепенно пятно с поверхности исчезает, а бактерии становятся пищей для высокоорганизованных существ.

Сложность на сегодняшний день в естественном уничтожении пятен составляет огромное количество нефти, которая выливается при крушении танкеров или авариях на платформах. Бактерии не успевают ее переработать, и горючая субстанция может попасть с течением в другие водоемы, распространяясь по Мировому океану.

Тепловой тип

Выбросы температурно неустойчивых сточных вод в реки и озера электростанциями - этот пример иллюстрирует такую категорию, как виды энергетического загрязнения окружающей среды.

На первый взгляд, небольшое повышение температуры воды не должно причинить вред экосистеме в целом. Однако количество таких стоков и постоянное изменение и нестабильность температуры жидкости в водоемах приводит к искусственному ограничению водообмена между поверхностью и дном.

Так как происходит нарушение круговорота, необходимого для рационального функционирования фитопланктона и водорослей, видовое постоянство водной структуры меняется.

Загрязнение почвы

Почва Земли является важнейшим компонентом биосферы. Данная оболочка аккумулирует не только органические вещества, но и энергию. Существование почвы как элемента биосферы представляет собой одно из важных звеньев в ее функционировании. Поэтому проблемы загрязнения земной поверхности химикатами (органическими и неорганическими), а также особого рода веществами (пестицидами) требуют особого внимания со стороны ученых.

Загрязнение пестицидами

Так как специальные ядохимикаты для обработки растений производятся и используются человеком, можно сказать, что заражение почвы данными элементами может иллюстрировать виды окружающей среды.

Несмотря на то что данная группа химикатов является важным элементом в сельском хозяйстве для масштабного выращивания растительных продуктов питания, такие яды представляют огромную опасность для почвы.

Пестициды имеют свойство накапливаться в организме, в который они попали и, подобно радиоактивным элементам, разрушают здоровье человека изнутри, а также приводят к гибели многих микроорганизмов. Нарушение естественного течения эволюционного процесса происходит, кроме других причин, еще и в связи с тем, что наблюдается загрязнение окружающей среды.

Виды загрязнений, к которым можно отнести и насыщение пестицидами, вызывают нарушение равновесия и, как следствие, естественного отбора. По пищевой цепочке химикаты проникают в организм человека и обнаруживаются не только во внутренних органах взрослых людей, но и у новорожденных. Это означает, что накопленные в процессе жизни пестициды способны вертикально передаваться от матери к ребенку.

На сегодняшний день разрабатывают и испытывают такие химикаты, которые после применения, оказав необходимое действие, самостоятельно разлагаются на безопасные элементы. При этом важно соблюдать порядок химической реакции, исключая присутствие таких катализаторов, которые могли бы нарушить естественное течение разложения вредных веществ на элементарные.

Кислотные дожди

В итоге функционирования человека в атмосферу выделяется большое количество окисей химических элементов, что вызывает загрязнение окружающей среды. Виды загрязнений можно условно определить как бытовые и промышленные.

При сжигании горючих материалов, предназначенных для бытовых и производственных нужд, происходит выделение окислов азота, серы, углерода и сероводорода. При взаимодействии с влагой, содержащейся в атмосфере, данные смеси перерождаются в кислоты, которые затем выпадают в виде осадков.

При угрозе возникновения таких аномалий необходимо быть предельно осторожным, так как воздействие кислоты на людей, даже в небольшой концентрации, вызывает химический ожог. Попав под кислотный дождь, человек может не только потерять часть своих волос или испортить головной убор, но и получить ожог лица или всего тела.

Кислота, выпадая в наносит вред не только людям, но и почве, то есть вызывает загрязнение окружающей среды. Виды загрязнений, которые связаны с особенностями циркулирования воды в природе, вызывают перенасыщение земли данными соединениями. Почва в дальнейшем не способна сохранять полезные природные свойства. В случае если на такой почве появляется растительность, принимаемая затем в пищу, она может нанести ущерб здоровью человека.

Кроме этого, кислотная дождевая вода, проникая глубоко в грунт, попадает в подземные воды. Именно они распространяют химические соединения на большие расстояния, что в дальнейшем может навредить даже тем районам, которые достаточно далеко располагаются от местности, где выпали кислотные осадки.

Шумовые загрязнения

Человек не может жить в абсолютной тишине, так же как и при довольно громких звуках. Данный дисбаланс меняет внутричерепное давление и может привести к нарушению работы всего организма.

В связи с этими особенностями человеческой сущности можно выделить окружающей среды, которое нельзя увидеть.

Шум, который производят многочисленные заводы, техника, поезда, автомобили, действует на жителей больших городов или людей, которые вынуждены находиться рядом с такими «шумными» достижениями человечества, крайне отрицательно.

Воздействие подобных звуков нарушает естественное функционирование внутренних органов, сосудов и т. д., что в худшем случае может привести к преждевременному старению и смерти.

Способы борьбы

Виды источников загрязнения окружающей среды довольно разнообразны. Однако можно отметить, что все они связаны с человеческой деятельностью. Одни источники напрямую загрязняют атмосферу, почву или воду ядовитыми веществами, другие - только нарушают естественный ход событий в природе. При этом довольно часто слабеет система, разрываются важные пищевые и другие цепочки, происходят мутации.

Генетически измененные организмы - это особи, полностью приспособленные к выживанию в условиях сильнейшего загрязнения окружающей среды. При каждой атаке ядохимикатами клетки настолько сильно менялись, что могли (уже у будущих поколений) противостоять разрушительному действию наиболее сильных веществ.

Но не стоит забывать о том, что наша Земля не приспособлена для поглощения «удобств» цивилизации, поэтому на сегодняшний день ведутся разработки уже не новых химически опасных веществ, а их нейтрализаторов.

Новейшие препараты или культуры микроорганизмов призваны не только не нанести вред, но и способствовать быстрейшему разложению на безопасные элементы тех веществ, которые планируется применять.

Сахалинская гречиха

Выявляются и используются природные свойства растений и организмов в борьбе за чистоту планеты. Например, у сахалинской гречихи есть отличное свойство - она может прорастать и цвести на почве, которая насыщена тяжелыми металлами.

По результатам многочисленных экспериментов, такие растения могут за 1 только год «забрать» из почвы до 1 кг кадмия, 24 кг свинца и 322 кг цинка. А эксперимент на одном из военных полигонов, где испытывали химическое оружие, показал, что через 2 года после высадки гречихи в грунт почва была совершенно чиста.

Загрязнение природы человеком представляет собой одну из самых древних проблем истории цивилизации. Человек издавна рассматривал окружающую среду в основном как источник ресурсов, стремясь достигнуть независимости от нее, улучшить условия своего существования. Пока народонаселение и масштабы производства были не велики, а природные пространства были столь обширны, то для достижения поставленных целей люди были согласны пожертвовать частью нетронутой природы, равно как и некоторой степенью частоты воздуха и воды.

Но, очевидно, этот процесс в нашем относительно замкнутом, небеспредельном мире не может продолжаться бесконечно. По мере роста масштабов производства его экологические последствия становились все более серьезными и распространенными, а природные пространства непрерывно сокращались. Расширяя сферу своей деятельности, человек начал создавать искусственную среду обитания - техносферу, в замен естественной природной среды - биосферы. Однако любая сфера практической деятельности человека требует знаний законов природы. Энергетики, проектирующие гидроэлектростанции, столкнулись с проблемами сохранения нерестилищ и рыбных запасов, нарушением естественных водотоков, изменением климата в районе водохранилищ, исключением из хозяйственного пользования площадей плодородных земель. Осушение болот ради расширения площади сельскохозяйственных угодий во многих случаях привело к обратному эффекту - снижению уровня грунтовых вод, гибели пастбищ, лесов, превращению огромных площадей в районы, покрытые песком и торфяной пылью. Предприятия, особенно химические, металлургические, энергетические своими выбросами в атмосферу, сбросами в реки и водоемы, твердыми отходами уничтожают растительный, животный мир, вызывают заболевания у людей. Стремление получать более высокие урожаи обусловило использование минеральных удобрений, пестицидов и гербицидов. Однако их чрезмерное применение приводит к высокой концентрации вредных веществ в сельскохозяйственной продукции, что может вызвать отравление людей. Прежде чем говорить о конкретных примерах загрязнения атмосферы, гидросферы и литосферы, необходимо рассмотреть их определение и сущность.

А начнем с экологии. Экология - это наука о взаимоотношениях живых организмов друг с другом и с окружающей средой. Термин «экология» был впервые введен немецким биологом Геккелем в 1869 г. Он образован из двух греческих слов: «ойкос», что означает дом, жилище, «логос» - изучение или наука. Таким образом, буквально экология означает что-то вроде науки о среде обитания.

Сформирован раздел экологии человека, или социальной экологии, где изучаются закономерности взаимодействия общества и окружающей среды, практические проблемы охраны окружающей среды. Важнейшим разделом экологии является промышленная экология, рассматривающая воздействие объектов промышленности, транспорта и сельского хозяйства на природную среду -и, наоборот, влияние условий природной среды на работу предприятий их комплексов и техносферных регионов,

Экологическая система (экосистема) нашей планеты или ее отдельного региона - это совокупность совместно обитающих равных видов организмов и условий их существования, находящихся в закономерной связи друг с другом. Нарушение равновесия в экосистеме, вызывающие необратимые изменения в ней и постепенное ее нарушение (гибель), называется экологическим кризисом.

Экологическая катастрофа - это сравнительно быстро происходящая цепь событий, приводящих к труднообратимым процессам природы (сильное опустынивание или загрязнение, заражение), делающих невозможным ведение хозяйства любого типа, приводящая к реальной опасности тяжелых заболеваний или даже смерти людей.

А теперь переходим к взаимодействию биосферы и человека. В настоящее время хозяйственная деятельность человека приобретает такие масштабы, что нарушаются основные принципы естественного устройства биосферы: энергетический баланс, сложившийся круговорот веществ, сокращается многообразие видов и биологических сообществ.

Согласно концепции выдающегося русского ученого Владимира Ивановича Вернадского, биосфера представляет собой оболочку Земли, включающую как область распространения живого вещества, так и само это вещество.

Таким образом, биосфера - это нижняя часть атмосферы, вся гидросфера и верхняя часть литосферы Земли, населенные живыми организмами.

Биосфера - самая крупная (глобальная) экосистема Земли.

Биосфера существует по принципу круговорота: практически без отходов. Человек же использует вещество планеты весьма неэффективно, образуя огромное количество отходов - 98% от используемых природных ресурсов, а получаемый полезный общественный продукт составляет не более 2%. Загрязняя биосферу, человек становится потребителем наиболее загрязненной пищевой продукции.

Более того, появились вещества, изменяющие нормальную структуру генов, - мутагены. Мутагенез - изменение генов под воздействием окружающей среды - постоянно происходит в каждом организме. Этот процесс сам по себе закономерен, но в условиях нарастающего загрязнения окружающей среды он выходит из-под контроля природных механизмов, и задача человека - научиться управлять своим здоровьем в условиях реальной окружающей среды.

Виды загрязнения биосферы:

1. Ингредиентное загрязнение - поступление в биосферу веществ, количественно и качественно чуждых ей. Вещества, загрязняющие биосферу, могут быть газо- и парообразные, жидкими и твердыми.

2. Энергетическое загрязнение - шумовое, тепловое, световое, радиационное, электромагнитное.

3. Дистрункционное загрязнение - вырубка лесов, нарушение водотоков, карьерные разработки полезных ископаемых, дорожное строительство, эрозия почв, осушение земель, урбанизация (рост и развитие городов) и другие, то есть представляющие собой изменение ландшафтов и экологических систем в результате преобразования природы человеком.

4. Биоценотическое загрязнение - заключающееся в воздействии на состав, структуру и вид популяции живых организмов.

Загрязнение атмосферы.

Атмосфера - это газообразная оболочка Земля, состоящая из смеси многих газов и пыли. Масса ее очень невелика. Однако роль атмосферы во всех природных процессах огромна. Наличие вокруг земного шара атмосферы определяет общий тепловой режим поверхности нашей планеты, защищает ее от космического излучения и ультрафиолетового излучения Солнца. Циркуляция атмосферы влияет на местные климатические условия, а через них -"процессы рельефообразования.

Современный состав атмосферы - результат длительного исторического развития земного шара. Воздух состоит по объему из азота - 78,09%, кислорода - 20,95%, аргона - 0,93%, углекислого газа - 0,03%, неона - 0,0018% и других газов и паров воды.

В настоящее время большое влияние на состав атмосферы оказывает хозяйственная деятельность человека. В воздухе населенных пунктов с развитой промышленностью появилось значительное количество примесей. К основным источникам загрязнения атмосферы относятся предприятия топливно-энергетического комплекса, транспорт, промышленные предприятия. Именно они вызывают загрязнение природной среды тяжелыми металлами. Свинец, кадмий, ртуть, медь, никель, цинк, хром, ванадий - практически постоянные компоненты воздуха промышленных центров. Современное ГЭС мощностью 24 млн. кВт расходует до 20 тысяч тонн угля в сутки и выбрасывает в атмосферу 120-140 т твердых частиц (золу, пыль, сажу).

В близи электростанции, выбрасывающей в сутки 280-360 т СО2, максимальные концентрации с подветренной стороны на расстоянии 200-500, 500-1000 и 1000-2000 м составляют соответственно 0,3-4,9; 0,7-5,5 и 0,22-2,8 мг/м2.

Всего промышленными объектами России в атмосферу выбрасывается ежегодно около 25 млн. т загрязняющих веществ.

В настоящее время по данным, приведенным в комментариях к Закону РФ «Об охране окружающей природной среды» более 70 млн. людей дышат воздухом, в пять и более раз превышающем предельно-допустимые загрязнения.

Увеличение количества автомашин, особенно в крупных городах, приводит и к росту выбросов вредных продуктов в атмосферу. Автотранспорт относится к движущимся источникам загрязнения в жилых районах и местах отдыха. Применение этилированного бензина вызывает загрязнение атмосферного воздуха токсичными соединениями свинца. Около 70% свинца, добавленного к бензину с этиловой жидкостью, попадает в виде соединений в атмосфере с отработавшими газами, из них 30% оседает на землю сразу за срезом выпускной трубы автомобиля, 40% остается в атмосфере. Один грузовой автомобиль средней грузоподъемности выделяет 2, 5 - 3 кг свинца в год.

Свыше 250 тыс. т свинца во всем мире ежегодно выбрасывается в воздух с выхлопными газами автомобилей, на долю которых приходится до 98% свинца, попадающего в атмосферу.

К городам с устойчивым повышенным уровнем загрязнения атмосферы относятся: Братск, Грозный, Екатеринбург, Кемерово, Курган, Липецк, Магнитогорск, Новокузнецк, Пермь. Усолье-Сибирское, Хабаровск, Челябинск, Шелехов, Южно-Сахалинск.

В городах существует определенная связь между содержанием пыли в наружном воздухе и воздухе жилых помещений современных городских квартир. В летний период года при средней наружной температуре 20°С в жилые помещения проникает более.90% химических веществ наружного воздуха, а в переходный период (при температуре 2 - 5°С) - 40%.

Загрязнение почв

Литосфера - это верхняя твердая оболочка Земли.

В результате взаимодействия геологических, климатических, биохимических факторов верхний тонкий слой литосферы, превратился в особую среду - почву, где происходит значительная часть обменных процессов между живой и неживой природой.

В результате неразумной хозяйственной деятельности человека уничтожается плодородный слой почвы, она загрязняется и изменяется ее состав.

Значительные потери земель cвязаны с интенсивной сельскохозяйственной деятельностью человека. Многоразовые вспашки земель делают почву беззащитной перед ветрами, весенними наводнениями, в итоге происходит ускоренная ветровая и водная эрозия почвы, ее засоление.

Из-за ветровой и водной эрозии, засоления и других подобных причин в мире ежегодно теряется 5-7 млн. га пашен. Только ускоренная эрозия почв за последнее столетие на планете повлекло за собой потерю 2 млрд. га плодородных земель.

Использование в широких масштабах удобрений, химических ядов для борьбы с вредителями и сорняками предопределяет накопление в почве несвойственных ей веществ. Наконец, громадные площади почвы погибают при горнопромышленных работах, при строительстве предприятий, городов, дорог, аэродромов.

Одно из последствий усиливающейся техногенной нагрузки -интенсивное загрязнение почвенного покрова металлами и их соединениями. В окружающую человека среду введено около 4 миллионов химических веществ. В процессе производственной деятельности человек рассеивает сконцентрированные в земной коре запасы металлов, которые затем вторично аккумулируются в верхнем почвенном слое.

Ежегодно из недр земли извлекается не менее 4 км3 горных пород и руд, причем прирост составляет около 3% в год. Если в древние времена человек использовал лишь 18 элементов таблицы Менделеева, к XVII веку - 25, в XVIII - 29, в XIX - 62, то в настоящее время используются все известные в земной коре элементы.

Как показывают измерения, из всех металлов, отнесенных к первому классу опасности, загрязнение почв свинцом и его соединениями носит наиболее массовый характер. Известно, что при выплавке и рафинировании свинца на каждую получаемую тонну в окружающую среду выбрасывается до 25 кг этого металла.

В связи с тем, что соединения свинца используются в качестве добавок к бензину, автотранспорт является едва ли не основным источником свинцового загрязнения. Поэтому нельзя собирать грибы, ягоды, яблоки и орехи вдоль автодорог, где интенсивно автомобильное движение.

Предприятия горной металлургии, сточные воды с рудников - это наиболее массовые источники загрязнения почв медью. Заражение почв цинком происходит из промышленной пыли, особенно из рудников, и благодаря применению суперфосфатных удобрений, в состав которых входит цинк.

Радиоактивные элементы могут попадать в почву и накапливаться в ней в результате выпадения осадков от атомных взрывов или при удалении жидких и твердых радиоактивных отходов промышленных предприятий и научно-исследовательских учреждений, занимающихся изучением и использованием атомной энергии. Радиоактивные изотопы из почв попадают в растения и организмы животных и человека, накапливаясь в определенных тканях и органах: стронций - 90 - в костях и зубах, цезий -137 - в мышцах, йод - 131 - в щитовидной железе.

Кроме промышленности и сельского хозяйства, источниками загрязнения почвы являются жилые дома и бытовые предприятия. Здесь в числе загрязняющих веществ преобладают бытовой мусор, пищевые отходы, фекалии, строительный мусор, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода, мусор, выбрасываемый общественными учреждениями: больница, гостиницами, магазинами.

Самоочищение почв практически не происходит или происходит очень медленно. Токсичные вещества накапливаются, что способствует постепенному изменению химического состава почв, откуда токсические вещества могут попасть в растения, организм животных, людей и вызвать нежелательные последствия.