Загрязнение воды воздуха и почвы – 1 Загрязнение почвы, воды и воздуха. Загрязнение окружающей среды и его влияние на человека

1) Загрязнение атмосферы

1.АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА БИОСФЕРУ.

1. Что понимается под антропогенным воздействием на биосферу?

Основные виды вмешательства человека в эк.процессы.

Бурное развитие энергетики, машиностроения, химии, транспорта привело к тому, что человеческая деятельность стала сравнима по масштабам с естественными энергетическими и материальными процессами, происходящими в биосфере. Интенсивность потребления человечеством энергии и материальных ресурсов растет пропорционально численности населения и даже опережает его прирост. В.И.Вернадский писал: «Человек становится геологической силой, способной изменить лик Земли». Это предупреждение пророчески оправдалось. Последствия антропогенной (предпринимаемой человеком) деятельности проявляется в истощении природных ресурсов, загрязнения биосферы отходами производства, разрушении природных экосистем, изменении структуры поверхности Земли, изменении климата. Антропогенные воздействия приводят к нарушению практически всех природных биогеохимических циклов

В процессе своей деятельности человек загрязняет окружающую среду. Над городами и промышленными районами в атмосфере возрастает концентрация газов, которые обычно в сельской местности содержатся в очень небольших количествах или совсем отсутствуют. Загрязненный воздух вреден для здоровья. Кроме того, вредные газы, соединяясь с атмосферной влагой и выпадая в виде кислых дождей, ухудшают качество почвы и снижают урожай.

По данным ученых ежегодно в мире в результате деятельности человека в атмосферу поступает 25,5 млрд. т оксидов углерода, 190 млн. т оксидов серы, 65 млн. т оксидов азота, 1,4 млн. т фреонов, органические соединения свинца, углеводороды, в том числе канцерогенные, большое количество твердых частиц (пыль, копоть, сажа)

Кислотные дожди, вызываемые главным образом диоксидом серы и оксидами азота, наносят огромный вред лесным биоценозам. От них страдают леса, особенно хвойные.

Углекислый газ препятствует тепловому излучению в космическое пространство, создавая там так называемый “парниковый эффект”, т.е. увеличение средней температуры атмосферы на несколько градусов, что способно вызвать таяние ледников полярных областей, повышение уровня Мирового океана, изменение его солености, температуры и другие неблагоприятные последствия. Таким образом, изменение содержания углекислого газа в атмосфере в значительной мере влияет на климат Земли

2) Загрязнение природных вод

Суточное потребление воды на хозяйственно-бытовые нужды в сельской местности составляет 50 л на 1 человека, в городах — 150 л. Огромное количество воды используется в промышленности. На выплавку 1 т стали необходимо 200 м3. На производство 1 т бумаги требуется 100 м3, на изготовление 1 т синтетического волокна — от 2500 до 5000 м3. Промышленность поглощает 85% всей воды, расходуемой в городах, оставляя на хозяйственно-бытовые цели около 15%. Еще больше воды необходимо для орошения. В течение года на 1 га поливных земель уходит 12-14 м3 воды. В нашей стране ежегодно расходуется на орошение более 150 км3, в то время как на все другие нужды — около 50 км3.

При сохранении таких темпов потребления и с учетом прироста населения и объемов производства к 2100 году человечество может исчерпать все запасы пресной воды

В реки и озера поступают и вымываемые из почвы дождями минеральные удобрения — нитраты и фосфаты, которые в больших концентрациях способны резко изменить вид и состав водоёмов, а также различные ядохимикаты — пестициды, используемые в сельском хозяйстве для борьбы с насекомыми-вредителями.

Загрязнение морей и океанов достигает таких масштабов, что в ряде случаев выловленные рыбы и моллюски оказываются непригодными для употребления в пищу

3) Загрязнение почвы

Плодородный слой почвы формируется очень долго. В то же время ежегодно вместе с урожаем из почвы изымаются десятки миллионов тонн азота, калия, фосфора — главных компонентов питания растений. Основной фактор плодородия почв — перегной (гумус) содержится в черноземах в количестве менее 5% от массы пахотного слоя.

Внесенные в почву азотные удобрения используются растениями на 40-50%. Остальная часть (около 20%) восстанавливается микроорганизмами до газообразных веществ — N2, N2O — и улетучивается в атмосфере или вымывается из почвы.

Загрязнение почвенного покрова ртутью (с ядохимикатами и отходами промышленных предприятий), свинцом (при выплавке свинца и от автотранспорта), железом, медью, цинком, марганцем, никелем, алюминием и другими металлами. Неумелое и бесконтрольное использование любых удобрений и ядохимикатов приводит к нарушению круговорота веществ в биосфере.

К числу антропогенных изменений почв относится эрозия (от латинского erosio — разъедать). Уничтожение лесов и естественного травянистого покрова, многократная распашка земли без соблюдения правил агротехники приводят к эрозии почвы — разрушению и смыву плодородного слоя водой и ветром.

studfiles.net

В чем опасность загрязнения почв?

Как происходит загрязнение окружающей среды?

Различные виды деятельности человека ведут к выбросу различных загрязняющих экологию веществ, ухудшая условия жизни на планете. Что такое загрязняющие вещества? Это такие соединения и компоненты, которые не возникают в природных условиях естественным путем, либо возникают в гораздо меньших количествах, чем в результате действий человека.

Окружающую среду можно разделить на четыре категории:

1)      Водные ресурсы (гидросфера).

2)      Воздушные ресурсы (атмосфера).

3)      Земельные ресурсы (геосфера).

4)      Животные и растения (биосфера).

Загрязнение атмосферы, воды и почвы происходит параллельно, а животные и растения неизбежно вовлекаются в эти процессы, потому что не могут избежать взаимодействия с окружающей средой.

Источниками загрязнения окружающей среды являются:

• выбросы химических соединений предприятиями добывающей и перерабатывающей промышленности (в основном это нефть и нефтепродукты, а также тяжелые металлы).
• сброс в атмосферу или водоемы вредных промышленных отходов и сточных вод.
• различные виды мусора, канализационные, бытовые и другие отходы, характерные для жизнедеятельности человека.
• неоправданно интенсивное применение удобрений в сельском хозяйстве.
• химические средства борьбы с сорными растениями, насекомыми-вредителями и другими видами сельскохозяйственных вредителей.
• испарения и вредоносные выхлопы, источником которых является различная техника.
• радиоактивные элементы, поступающие в окружающую среду посредством атомных электростанций и различных аварий.
• биологические загрязняющие элементы из животноводческих комплексов и частных хозяйств.
• химические отходы, появляющиеся в результате сжигания угля и других видов топлива на электростанциях и других предприятиях.

Взаимосвязь загрязнения воздуха, почвы, воды.

По сути, любое загрязнение окружающей среды сводится в конечном счете к загрязнению почвы. Загрязнение атмосферы и почвы взаимосвязаны между собой также тесно, как и загрязнение воды и почвы.

Попадая в атмосферу, загрязняющие элементы выпадают вместе с атмосферными осадками и проникают в грунт. Таким образом происходит перемещение вредных химических соединений из атмосферы в геосферу.

Загрязненные водоемы контактируют с почвой и вносят в нее содержащиеся в воде вредные элементы. Когда гибнут животные и растения, в клетках которых содержатся загрязняющие элементы, они тоже попадают в почву.

Именно поэтому при загрязнении окружающей среды почва страдает больше всего.

Таким образом, почва является накопительной средой для множества вредных отходов. По этой причине борьба с загрязнением почвы имеет важнейшее значение среди всех экологических мер.

Виды загрязнения почвы во многом совпадают с засорением других природных ресурсов. Стоит отметить, что биологическое загрязнение почв не так пагубно воздействует на грунт и человека, как химическое загрязнение. Биологические элементы загрязнения находятся в почве не очень длительное время, и часть из них постепенно обеззараживается.

В чем опасность загрязнения почв?

Прежде всего, загрязненная почва может утратить свои плодородные качества.

Загрязнение и истощение почвы приводит также к тому, что растения накапливают в себе вредные элементы, а затем эти элементы попадают в организм человека напрямую или посредством животных продуктов, снабжаемых загрязненными растениями.

Загрязнение грунта сопряжено также с ухудшением качества воды, потому что вредные химические и биологические компоненты могут попадать в питьевую воду и становиться источником заболеваний для человека и животных.

Почва и окружающая среда.

Помимо химических и биологических факторов, к загрязняющему воздействию можно также отнести любое из вредоносных искусственных воздействий на природу: тепловое воздействие, электромагнитные излучения, различные вибрации, звуки, энергетическое и световое влияние, излучения и прочее.

Следует учитывать, что всевозможные виды негативного воздействия могут влиять не только на саму почву, но и на обитающие в ней организмы. А это оказывает колоссальное влияние на состояние почвы, ее плодородные качества и способность преобразовывать органические и минеральные частицы.

Кроме антропогенных факторов воздействия на почву, существуют еще и природные катаклизмы, которые разрушают почвенную структуру, провоцируют возникновение оврагов и снижают занятые почвой участки. Такое воздействие может оказывать смерч, наводнение, пыльная буря, оползень или снежная лавина, землетрясение и извержение вулкана.

ecology-of.ru

Загрязнение воздуха, воды и почвы

 

Техногенез (от греч. Іесһnе — искусство, ремесло, мастерство и gеnеsіs — происхождение, рождение) — длительный период становления средств производства, техники и технологий с целью создания и потребления человеком материальных благ. Техногенез — это порождение техники, последний по времени этап эволюции, обусловленный деятельностью человека и вносящий в биосферу вещества, силы и процессы, которые изменяют и нарушают ее равновесное функционирование и замкнутость биотического круговорота. Также техногенез определяется как происхождение и изменение ландшафтов под влиянием прямо или косвенно действующих техногенных факторов: горных разработок, промышленных, энергетических или сельскохозяйственных предприятий, гидротехнических сооружений, хозяйственного использования лесных массивов и т.п.

Распределение химических соединений между воздухом, водой и почвой происходит в соответствии с их физико-химическими свойствами. При этом факторы окружающей среды играют решающую роль.

Перенос химических соединений на границе раздела п о ч в а — в о д а играет важную роль в процессе загрязнения природных вод. Из почвы загрязнители поступают в воду в результате внесения химических средств защиты растений или их поступления с дождем. Загрязнение может происходить как водой, растекающейся по поверхности почвы, так и почвенными водами. При всех переходах химических продуктов через границу почва — вода основную роль играют процессы адсорбции.

Переход веществ в природных условиях из водной среды в атмосферу называют летучестью. Этот процесс осуществляется в результате диффузии. Обратный переход веществ называют сухим осаждением в воду.

Транспортные процессы между почвой и атмосфеой являются наиболее сложными. Переход вещества из почвы в атмосферу путем диффузии в природных условиях называют летучестью из почвы, а обратный процесс — сухим осаждением в почву.

Любое химическое вещество поглощается и усваивается живыми организмами. Равновесное состояние, или состояние насыщения в процессе усвоения, достигается в том случае, если его поступление и выделение из организма осуществляется с одинаковой скоростью. Установившаяся при этом в организме концентрация называется концентрацией насыщения. Если она выше наблюдающейся в окружающей среде или продуктах питания, происходит обогащение или аккумуляция (накопление) химических соединений в живом организме. Это нежелательный процесс, так как внешние загрязнители оказывают отрицательное воздействие на человека и другие живые организмы.

Процессы аккумуляции химических веществ водными и наземными живыми организмами характеризуются такими показателями, как:

v биоконцентрирование — обогащение организма химическим соединением в результате прямого восприятия из окружающей среды без учета загрязнения им продуктов питания;

v биоумножение — обогащение организма химическим соединением непосредственно в результате питания. В природной водной среде этот процесс идет одновременно с биоконцентрированием;

v биоаккумуляция — обогащение организма химическим веществом путем его поступления из окружающей среды и пищевой продукции.

По данным зарубежных исследователей, в зависимости от условий проживания 30…80% из общего количества чужеродных химических веществ поступает из окружающей среды в организм человека с пищей.

Важность проблемы загрязнения воздуха, воды и почвы обусловлена следующим:

v количество вредных веществ, поступающих в атмосферу, воду и почву в результате антропогенной деятельности человека, неуклонно возрастает;

v чужеродные загрязнители распространяются в атмосфере, воде и почве весьма неравномерно, и в некоторых районах их концентрация уже достигла размеров, угрожающих здоровью человека;

v многие вещества, попадая через пищевые цепи и системы в продукты питания, могут оказывать вредное действие на человека и животных даже в очень малых концентрациях – на уровне тысячных и десятитысячных долей миллиграмма на I м² почвы или на 1 м³ воздуха и воды.

Воздушная среда. Контролировать ее чистоту позволяет комплекс стандартов на уровень загрязнения воздуха.

Основным источником загрязнения атмосферного воздуха является сжигание различного топлива (угля, нефти, газа и т.п.).

При неполном сгорании топлива в атмосферу поступают твердые частицы — сажа, диоксид серы, оксид углерода, диоксид азота и др. Загрязнение атмосферного воздуха при сжигании топлива зависит от его вида, особенности горения, а также от очистки выбросов.

Соединения серы поступают в воздух в основном при сжигании богатых серой таких видов топлива, как уголь и мазут. На диоксид серы приходится 95% выбросов серосодержащих веществ в атмосферу. Диоксид серы постепенно окисляется кислородом воздуха до сернистого ангидрида. Образовавшийся сернистый ангидрид сразу же реагирует с водяным паром, образуя серную кислоту, которая присутствует в воздухе в виде легкого тумана, состоящего из мельчайших капель. Этот туман обладает высокой корродирующей способностью и разъедает многие материалы, в том числе такие, как мрамор и известь. При взаимодействии с парами воды диоксид серы образует сернистую кислоту, которая, реагируя с кислородом воздуха, переходит в серную, формирующую кислотные дожди.

При сжигании топлива выделяются оксиды кальция и железа. Они вступают в реакцию с серной кислотой с образованием частиц сульфатов кальция и железа.

Наибольшую опасность кислотные осадки представляют при их попадании в водоемы и почву, что приводит к уменьшению рН воды. От значения рН зависит растворимость алюминия и тяжелых металлов в воде и, следовательно, их накопление в клубне- и корнеплодах, а затем в организме человека. При изменении рН воды меняется структура почвы и ухудшается ее плодородие. Снижение рН питьевой воды способствует прямому поступлению в организм человека тяжелых металлов и мышьяка. Особенно пагубно воздействие подкисленной воды на популяции рыб, даже относительно небольшие отклонения от нейтрального рН вызывают замедление роста или гибель молоди.

Высокое содержание оксидов серы в воздухе непосредственно влияет и на увеличение заболеваемости людей и даже на рост смертности. В Республике Беларусь установлена среднесуточная предельно допустимая концентрация для диоксида серы 0,05 мг/м³.

Автомобильный транспорт в настоящее время является главным источником загрязнения атмосферного воздуха, на его долю приходится свыше 70% валовых выбросов. Установлено, что в выхлопных газах содержится более 200 различных химических веществ, в том числе тяжелые металлы.

Вследствие неполного сгорания углерода в моторном топливе в воздух попадает свыше 90% оксида углерода. При вдыхании оксида углерода снижается кислородная емкость крови, появляются сонливость, головокружение, одышка, затруднение дыхания, судороги, может наступить смерть в результате паралича дыхательного центра. Предельно допустимая среднесуточная концентрация оксида углерода в атмосферном воздухе составляет 3,0 мг/м³. В атмосферном воздухе также контролируется аналогичный показатель для диоксида азота и фтороводорода, который составляет 0,04 мг/м³ и 0,005 мг/м³ соответственно.

Особым типом загрязнения атмосферы является смог (от англ. smоkе — дым, fog — туман) — фотохимический туман, который образуется в воздухе при взаимодействии разных органических веществ, поступающих с выхлопными газами автотранспорта. В основе этого загрязнения, приводящего к образованию тумана, лежит реакция углеводородов с диоксидом азота и некоторыми другими веществами под действием солнечного излучения. Наиболее часто смог образуется в атмосфере сильно загрязненных городов.

Сельское хозяйство также является существенным источником загрязнения атмосферного воздуха. При обработке участка пестицидами возможен унос частиц. При наземном опрыскивании пестициды в воздухе рассеиваются на расстояние до 400 м, а при использовании самолетов атмосферный воздух может загрязняться на расстоянии от 5 до 20 км.

Одним из основных источников загрязнения атмосферного воздуха являются промышленные предприятия. Качественный и количественный состав выбросов зависит от вида производства, мощности организации, технологического процесса, культуры производства, наличия и состояния устройств для очистки вредных выбросов и пр. Вентиляционные выбросы организаций электронной промышленности содержат пары плавиковой, серной, хромовой и других минеральных кислот, органических растворителей. Насчитывается свыше 500 вредных веществ, загрязняющих атмосферу, и их количество увеличивается.

Высокие концентрации примесей и их миграция в атмосферном воздухе приводят к образованию еще более токсичных соединений, попадающих через пищевые цепи и сети в продукты животного и растительного происхождения, или создают такие явления, как «парниковый эффект» и разрушение озонового слоя.

На протяжении трех последних десятилетий количество диоксида углерода в атмосфере постоянно увеличивается. Под влиянием теплового воздействия диоксида углерода в ближайшие 100 лет средняя температура окружающей среды может повыситься на 2,5 °С, так как СО2 в атмосфере задерживает инфракрасное излучение земной поверхности в области длин волн от 12 до 18 мкм, в которой находится максимум излучения Землей энергии во Вселенную.

Техногенные загрязнения атмосферы не ограничивают свое негативное влияние только приземной зоной. Определенная доля примесей поступает в озоновый слой и разрушает его. Разрушение озонового слоя опасно для биосферы, так как оно сопровождается значительным повышением доли ультрафиолетового излучения с длиной волны менее 290 нм, достигающего земной поверхности. Это излучение губительно для растений, особенно для зерновых культур, и представляет собой источник канцерогенной опасности для человека.

С развитием микробиологической промышленности увеличилась возможность попадания в атмосферу спор микроскопических грибов и жизнеспособных дрожжевых клеток.

Водная среда. Одна из серьезнейших проблем современности — загрязнение Мирового океана, рек и грунтовых вод. Мировое суммарное потребление воды в течение прошлого столетия увеличилось примерно в 10 раз (62,5% воды потребляется сельским хозяйством, 26,9 — промышленностью, 10,6% — городским хозяйством). Продолжающееся существенное загрязнение Мирового океана, принимающего в себя все поверхностные воды Земли, происходит из-за сброса в него сточных вод, объем которых составляет более 700 млрд м³ в год.

Кроме загрязнения водоемов различными вредными веществами, поступающими в них со сточными водами, происходит гак называемое тепловое загрязнение водоемов, вызываемое сбросом в них теплой воды в результате работы тепловых электростанций, в частности атомных. Это приводит к «цветению» воды, уменьшению растворимости в ней газов, в том числе кислорода, изменению физических и химических свойств.

 

Таблица 1. Классификация качества поверхностных вод

 

Степень загрязнения вод	Индекс загрязнения вод	Класс качества вод
Чистые	Меньше или равен 0,3	I
Относительно чистые	Больше 0,3…1,0	II
Умеренно загрязненные	Больше 1,0…2,5	III
Загрязненные	Больше 2,5…4,0	IV
Грязные	Больше 4,0…6,0	V
Очень грязные	Больше 6,0… 10,0	VI
Чрезвычайно грязные	Больше 10,0	VII

 

Министерством природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь проведена оценка качества поверхностных вод по гидрохимическим показателям водных объектов республики, на основании которой разработана классификация качества поверхностных вод (табл. 1).

К классу I относятся водные объекты, которые используются для хозяйственно-питьевого назначения или для водоснабжения организаций пищевой промышленности. К классу II — водные объекты для коммунально-бытового водопользования (спорт, купание). В 2009 г. в Беларуси вода коммунальных водопроводов в 18,4% случаев не соответствовала по санитарно- химическим показателям предъявляемым требованиям.

Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) в 1972 г. приняты международные нормы качества питьевой воды. Они являются рекомендуемыми, и вопрос их принятия решается каждой страной в отдельности. С корректировкой этих норм предельно допустимые концентрации (ПДК), например, хлоридов составляют 350 мг/л, сульфатов — 400, цинка — 1,0, нитритов — 3,3, аммония — 2 мг/л. Предельно допустимые концентрации для содержания нитратов в воде — 40 мгN/л, ПДК фосфора фосфатного – 0,066 мгР/л. Прямыми показателями загрязнения пресных вод являются нитриты, нитраты, аммоний, нефтепродукты, косвенными — повышенные содержания натрия, калия, хлора, сульфатов и других компонентов, в том числе повышенные общая жесткость и минерализация. Большое содержание железа и нередко марганца в напорных подземных водах, эксплуатируемых глубокими скважинами, является геохимической особенностью белорусского региона, особенно на территориях со значительной заболоченностью. В среднем 70% всех артезианских скважин содержат железо в концентрациях, превышающих ПДК (0,3 мг/л). На крупных водозаборах эта проблема решается путем создания систем обезжелезивания, в сельских же населенных пунктах вода, как правило, напрямую подается потребителям.

Водная среда является источником возбудителей различных заболеваний. Вследствие загрязнения воды сточными водами распространяются брюшной тиф и азиатская холера, которые поражают пищеварительный тракт человека. В прошлом брюшной тиф распространялся главным образом через загрязненную воду, а в настоящее время — через продукты питания, которые загрязняются в процессе их производства скрытыми бациллоносителями. Холера распространяется в основном через воду и пищевые продукты, приготовленные с использованием загрязненной воды.

Однако брюшной тиф и холера — не единственные бактериальные заболевания, передающиеся через загрязненную воду. Паратиф, дизентерия (в том числе и амебная), лямблиоз и другие заболевания, связанные с расстройством желудочно-кишечного тракта, также могут распространяться с водой. Около 5% населения земного шара заражены шистосомозом (бильгарциозом). Причиной этого заболевания является шистосома — червь-паразит, который обитает в венах инфицированных людей, вызывая заболевания печени и мочевых путей. Личинки червя проникают через кожу человека при поверхностном контакте с загрязненной водой. Это может происходить при купании, мытье или просто при вхождении в воду.

Загрязненная вода может стать и источником вирусных заболеваний — полиомиелита, гепатита, различных респираторных заболеваний. Источником гепатитов являются также устрицы или другие съедобные моллюски, места обитания которых загрязнены сточными водами.

Обеззараживание воды производится с помощью хлорирования. Одной из альтернатив процессу хлорирования воды является ее обеззараживание с помощью озона. Процесс озонирования, как и процесс хлорирования, осуществляется путем контакта воды с газом. Озон — сильный окислитель, разрушающий бактерии и вирусы. В отличие от хлорирования, при котором хлор может соединиться с углеводородами, содержимся в воде, при озонировании хлорированные углеводороды, являющиеся канцерогенными веществами, не образуются. Напротив, озон может разрушать присутствующие в воде углеводороды путем их окисления. Более того, озон эффективно обесцвечивает воду и не создает в ней постороннего привкуса и запаха. Однако озонирование не находит широкого применения из-за того, что в воде не остается свободного озона, который дезинфицировал бы воду в случае ее возможного повторного загрязнения болезнетворными микробами.

Для оценки уровня загрязнения воды органическими веществами применяют три показателя: биохимическое потребление кислорода, химическое потребление кислорода и общее содержание органического углерода.

Биохимическое потребление кислорода (БПК) – количество кислорода, которое необходимо для окисления бактериями и простейшими в 1 л загрязненной воды, выражается в миллиграммах на литр. Величина БПК – важный показатель загрязнения воды органическими веществами, поскольку он показывает, какое предельное количество кислорода может быть удалено из воды за счет биологического окисления отходов. Считается, что большинство органических веществ полностью окисляется за 20 суток, поэтому БПК за этот период приравнивается к полной биохимической потребности в кислороде. Величина БПК в диапазоне 3…3,9 мг О₂/л идентифицирует загрязненные воды; 4…10 мг О2/л — грязные. В Беларуси для оценки загрязнения речных вод органическими веществами принята ПДК для величины БПК, которая составляет 3 мг О₂/л.

Химическое потребление кислорода (ХПК) дает более полную количественную оценку содержания органических веществ в воде. Чем больше загрязненность воды органическими веществами, тем меньше содержание растворенного кислорода, что приводит к ухудшению условий развития живых организмов рек и водоемов.

Общее содержание органического углерода (ООУ) характеризует суммарную концентрацию органических веществ.

Попадающие в природные водоемы органические соединения, фосфаты и нитраты служат источником питания для фотосинтезирующих водорослей, числённость которых может достигать катастрофических размеров. Этот процесс называется эвтрофизацией. В ночное время, когда водоросли в эвтрофных водоемах поглощают кислород при дыхании, его уровень в воде может упасть ниже значения, необходимого для других водных организмов. Эвтрофированные озера могут восстанавливается, если поступление фосфатов и нитратов в них прекращается.

ІІомимо органических веществ воду загрязняют и неоргаиические соединения, в частности кадмий, мышьяк, свинец, железо, марганец, нитраты и ртуть.

Естественного появления кадмия в воде в заметных количествах практически неизвестно. Предполагается, что широкое использование на тепловых электростанциях нефти вместо каменного угля увеличивает содержание в воздухе кадмия, мышьяка и свинца. Из воздуха эти загрязнения вымываются дождями и попадают в природные воды. Помимо роста концентраций в воздухе и в воде имеются данные о том, что кадмий и свинец, содержащиеся в канализационных сбросах или фосфорных удобрениях, способны повысить содержание этих элементов в пищевых продуктах. Кадмий можно удалить путем умягчения воды, обычно применяемого при обработке питьевой воды. Для питьевой воды установлена ПДК кадмия, равная 0,01 мг/л.

Большая часть мышьяка (80%) попадает в воду из пестицидов и дефолиантов, применяемых в сельском хозяйстве. Поскольку мышьяк содержится также в дыме при сжигании угля, то поверхностные воды вблизи предприятий, использующих его в качестве топлива, или сельскохозяйственные поля могут загрязняться мышьяком.

Свинец попадает в природные воды в результате производственной деятельности человека. Он широко используется в химическом машиностроении, атомной промышленности, при производстве аккумуляторов, хрусталя, пластмасс и др. При этом ежегодно в природные воды попадает 500…600 тыс. т этого опасного элемента. Для питьевой воды предельно допустимая концентрация свинца не должна превышать 0,03 мг/л.

Железо и марганец могут загрязнять источники питьевой воды. В большинстве случаев высокие концентрации этих металлов — результат дренирования шахт и отвода из них воды.

Особую опасность представляют нитраты. Вода, содержащая более 10 мг/л нитратов, считается не пригодной для питья, так как она токсична, особенно для грудных детей. У некоторых детей в желудке не выделяется достаточного количества кислоты, чтобы предотвратить развитие бактерий, преобразующих нитраты в высокотоксичные нитриты.

В последнее время установлено, что нитраты в питьевой воде могут оказаться вредными также для подростков и взрослых людей, так как в желудке возможно образование нитрозосоединений.

Не менее серьезную опасность как источник загрязнения воды представляет собой ртуть, преобразующаяся в водной среде в метилртуть. Ртуть можно назвать постоянным загрязнителем в том смысле, что, попав в окружающую среду, она в процессе своего круговорота переходит из воздуха в воду, в водные организмы, в пищу людей, и эти циклы представляются бесконечными. Из-за токсичности и тенденции накапливаться в живых организмах предельная концентрация ртути в питьевой воде установлена на уровне 0,0005 мг/л.

Безопасность питьевой воды гарантируется национальными стандартами, в которых устанавливаются максимально допустимые уровни неорганических и органических веществ, бактерий кишечной группы, мутности воды и ее радиоактивности. Для Республики Беларусь качество холодной и горячей воды, используемой для технологических, питьевых и хозяйственно-бытовых нужд, должно соответствовать требованиям СанПиН 10-124 РБ 99 «Вода питьевая. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества», утвержденных постановлением Главного государственного санитарного врача Республики Беларусь от 19 октября 1999 г. № 46.

Устройство систем водоснабжения и канализации предприятий должно отвечать требованиям СанПиН 2.1.4.12-3-2005 «Санитарные правила для хозяйственно-питьевых водопроводов», утвержденных постановлением Главного государственного санитарного врача Республики Беларусь от 16 марта 2005 г. № 27.

Почва. Химические соединения, содержащиеся в почве, делят на всегда имеющиеся в почве и поступающие извне.

К веществам, всегда имеющимся в почве, но концентрация которых может возрастать в результате антропогенной деятельности, относятся, например, металлы — свинец, ртуть, кадмий, медь и др. Повышенное содержание свинца может быть вызвано внесением в почву удобрений, пестицидов и т.п.

Среднее содержание мышьяка в почве составляет 4 • 10^—4%. Ртуть в обычных почвах содержится в количестве от 90 до 250 г/га; за счет средств протравливания зерна ежегодно ее содержание может увеличиваться на 5 г/га; примерно такое же количество попадает в почву с дождем. ПДК мышьяка и ртути почве не должна превышать 2 мг/кг. Для свинца и цинка составляет 20 мг/кг, для меди — 3 мг/кг.

Одним из основных источников загрязнения почв являются кислотные дожди, появление которых связано с функционированием нефтеперерабатывающих и химических организации. В течение десятилетий кислотные загрязнения действуют на буферную емкость почвы. В отношении многих почв отмечается вымывание катионов, важных для питания растений, сорбционно связанных с коллоидными частицами почвы, и в результате они мигрируют в глубинные слои, становясь недосягаемыми для корней растений. Поэтому даже если рН почвы остается постоянным, плодородие почвы снижается. Продолжающееся зачисление почвы можно определить, например, по понижению концентрации ионов Ғе²⁺ и М§²⁺, а также алюминия А1³⁺. Независимо от выделения ионов А1³⁺ и других катионов, в том числе и тяжелых металлов, изменение рН почвы может приводить и к другим изменениям ее свойств. Так, снижение рН препятствует развитию микроорганизмов так же, как это происходит в несозревших гумусовых почвах. К подобным организмам относятся, в частности, грибы Муkоrrһіzа, которые способствуют усвоению минеральных веществ корнями растений. Ощутимым результатом разрушения микроорганизмов почвы является нарушение ее дыхания.

Закисление почвы оказывает большое влияние на многие, но не на все металлы. При увеличении кислотности становятся более подвижными кадмий, свинец и цинк и наиболее легко усваиваются растениями и животными. Наряду с закислением почв и увеличением концентрации в них тяжелых металлов и пестицидов почвы могут содержать полихлорированные бифенилы в концентрациях до 100 мг на 1 кг сухой массы. Они очень медленно распадаются в почве и по этой причине н ней накапливаются.

Загрязнение пищи происходит из почвы с экстремально высоким или, наоборот, низким содержанием некоторых минералов, ядовитыми высшими растениями или микроорганизмами, которые обитают в качестве паразитов или сапрофитов на продовольственных растениях или в готовой пище. Кроме того, некоторые опасные вещества могут попадать в пищевые продукты через цепи питания.

Примером такого загрязнения является выращивание зерновых культур с высоким естественным содержанием селена. В этом случае сера в таких аминокислотах, как цистеин, метионин, замещается селеном. Образовавшиеся «селеновые» аминокислоты могут привести к отравлению животных и человека. Недостаток молибдена в почве приводит к накоплению в растениях нитратов; в присутствии природных вторичных аминов начинается последовательность реакций, которые могут инициировать у теплокровных организмов развитие онкологических заболеваний.

В Республике Беларусь основными загрязнителями почвы являются кадмий, цинк и свинец. Загрязнение почв кадмием характерно для 72% городов, цинком — для 77, свинцом — для 62%. Превышение допустимого уровня кадмия в 2 раза и более отмечено в 8 городах, цинка — в 14, свинца — в 9. Медь в повышенных концентрациях встречалась на территории четырех городов. В почвах 44 городов Беларуси, обследованных за период с 2006 по 2010 г., отмечено накопление нефтепродуктов и тяжелых металлов, в меньшей степени — сульфатов и нитратов. В организациях, специализирующихся на производстве лаков и красок, основными загрязнителями почв являются полихлорированные бифенилы, концентрации которых в отдельных случаях в 100 раз и более превышают допусти- мый уровень.

В процессе превращения органических веществ в почве большую роль играют как абиотические, так и биотические реакции, протекающие под воздействием находящихся в почве живых организмов, а также свободных ферментов.

Таким образом, антропогенные химические вещества, попадающие в окружающую среду — воздух, воду, почву, могут быть индифферентными, нежелательными или токсичными.

 



infopedia.su

Источники загрязнения почвы. Основные источники загрязнения почв :: SYL.ru

Почва – это верхний слой литосферы, который люди часто называют «земля». Именно благодаря ему человек может возделывать сельскохозяйственные культуры. Из почвы берут питательные вещества деревья и другая растительность, которую едят животные. Этот слой является основой для всех пищевых цепочек. Без него невозможно существование человека, т. к. 97% питания люди получают благодаря земле.

Разновидности загрязнений

Существуют различные источники загрязнения почвы. Принято разделять их на естественные и антропогенные. Первые возникают без участия человека в результате биологических процессов. В этом случае в почву поступают загрязняющие вещества из другой природной среды. Например, в результате выветривания гор, извержения вулканов, выпадения осадков, наносов с рек и т. д. Однако процент отрицательного воздействия, как правило, невелик и не может причинить существенного урона экосистемам.

Антропогенное загрязнение происходит в результате человеческой деятельности. Основную массу вредных веществ приносит техника. Например, из-за активного использования автомобилей происходит загрязнение почвы свинцом. В сельском хозяйстве также используется много химикатов: пестицидов, ингибиторов роста, минеральных удобрений.

Все вещества можно разделить на 2 группы: химические (различные элементы таблицы Менделеева и их соединения) и биологические (гельминты, простейшие, бактерии и вирусы).

Чем это опасно

Ученые считают, что резкое ухудшение здоровья населения связано с химическим загрязнением окружающей среды. Дело в том, что почва является своеобразным «буфером», где скапливаются стойкие химические соединения. Также она является отправной точкой в «путешествии» по трофическим цепям. Сложно перечислить все источники загрязнения почвы. Картинки могут наглядно показать, что происходит с планетой.

Негативное воздействие химикатов на человека может выражаться следующим образом:

• Токсический эффект.
• Появление аллергий различного характера.
• Многие вещества могут вызывать мутации.
• Канцерогенный эффект.
• Нарушение репродуктивных функций человека.
• Возникновение пороков развития у детей и эмбрионов.
• В больших концентрациях в результате накопления отдельные элементы могут привести к летальному исходу.

Некоторые вещества могут воздействовать комплексно, другие – избирательно. Например, употребление в пищу растений с повышенным содержанием кадмия приводит к стойким поражениям скелета, его деформации. Ртуть поражает нервную систему, а свинец – внутренние органы и мозг.

Основные источники загрязнения почв и окружающей среды

Из-за активного использования природных ресурсов, технического прогресса и ряда других факторов процесс загрязнения почвы становится неизбежным. На данном этапе развития человек может уменьшить свое отрицательное воздействие на окружающую среду. Люди загрязняют почву различными веществами. Это такие как:

• Бытовые отходы.
• Нефть и продукты ее переработки.
• Пестициды.
• Удобрения.
• Радиоактивные вещества.
• Выхлопные газы.
• Химические элементы и их соединения.
• Тяжелые металлы.

Следует отдельно обсудить основные источники загрязнения почв.

Жилые дома и бытовые предприятия

В процессе жизнедеятельности человек часто не подозревает, какой урон он наносит природе своим пренебрежительным отношением к ней, к вещам, которыми он пользуется. Ведь бытовой мусор является одним из основных загрязнителей. Чтобы убедиться в этом, достаточно проехать до ближайшей свалки. Сколько она занимает места, и как долго будет перерабатываться весь накопленный мусор одними усилиями природы? Этот процесс может занять сотни лет. Человека уже не станет, а мусор, оставленный им, все еще будет гнить. Свалки – это гигантские источники загрязнения почвы. Микробиология давно бьет тревогу по этому поводу.

Также стоит следить за собой и содержать организм в чистоте. Отходы жизнедеятельности – это основные источники загрязнения почвы и грунтовых вод биологическим «мусором». С фекалиями в окружающую среду попадают различные болезнетворные бактерии, яйца гельминтов и иные представители патогенной микрофлоры. Попав во внешнюю среду, многие микроорганизмы не погибают. Так, бактерии столбняка могут сохранять свою жизнеспособность до 12 лет, яйца аскарид – 7-8 лет.

Предприятия

О вреде, наносимом промышленностью, можно говорить долго. Однако в общих чертах схема загрязнения будет выглядеть следующим образом:

• Металлургия обогащает почву солями цветных и тяжелых металлов.
• Машиностроение «делится» мышьяком, цианистым калием и другими ядовитыми элементами.
• При производстве каучуков побочными продуктами являются катализаторы.
• Целлюлозно-бумажная промышленность выбрасывает фенолы и метанол.
• При производстве пластмасс в качестве отходов появляются бензол и фенол.

Список можно продолжать. Но уже понятно, что источники загрязнения почвы тяжелыми металлами – это предприятия. В результате их деятельности земля обогащается всевозможными химическими элементами в размерах, многократно превышающих ее потребности.

Теплоэнергетика

Эта отрасль занимает отдельное место в списке активных загрязнителей. Дело в том, что при сжигании каменного угля образуется огромное количество шлаков. Также при горении выделяются оксиды серы, сажа. Все несгоревшие частицы в итоге оседают на почву.

Сельское хозяйство

Аграрный комплекс оказывает весьма разрушительное воздействие на землю. Стремясь защитить растения от вредителей и возбудителей болезней, люди используют ядохимикаты, а это тоже источники загрязнения почвы. Отравленные вещества напрямую попадают в пищевые цепочки и отрицательно влияют и на растения, и на животных, и на людей. Пестициды и инсектициды не только позволяют спасти урожай, но и наносят большой вред экосистемам. Некоторые препараты содержат ртуть.

Удобрения также небезопасны. Эти химические вещества применяются для стимуляции роста сельскохозяйственных культур. Однако большое их количество также может нанести вред. Дело в том, что минеральные удобрения – искусственные, в них содержится концентрированная доза микроэлементов. Именно неумеренное использование химических веществ приводит к образованию нитратов и нитритов, а также многих других вредных соединений.

Транспорт

В результате работы двигателей внутреннего сгорания выделяются углеводороды и оксид азота. Источники загрязнения почвы свинцом – это автомобили и самолеты, а точнее, их выхлопные газы. Этот элемент попадает в растения, аккумулируется в организмах людей. Вещество опасно тем, что накапливается и медленно отравляет человека. Сначала появляется утомляемость, бессонница. На поздних стадиях происходит поражение головного мозга и ЦНС, которое может привести к смерти. За год каждый автомобиль выбрасывает на землю примерно 1 кг свинца.

Также в качестве топлива используется бензин. Нефтепродукты попадают в почву при заправке транспорта, когда проливается жидкость.

Загрязнение тяжелыми металлами

Одно из самых коварных и опасных. Тяжелыми называют те цветные металлы, плотность у которых больше, чем у железа. Наиболее распространенными являются свинец, медь, цинк, никель, кадмий, кобальт, хром, ртуть. Коварство их заключается в том, что микродозы этих элементов необходимы для обеспечения нормальной жизнедеятельности живых организмов и растений. Эти вещества отвечают за обеспечение многих функций, но при превышении нормы они накапливаются в организме, становятся слишком концентрированными и вызывают различные тяжелые заболевания.

Одно из самых токсичных веществ — ртуть. Она содержится во многих измерительных приборах и при повреждении сосуда попадает в окружающую среду. Человек может отравиться ее парами. Симптомы могут быть разными: от тошноты и слабости до летального исхода.

Не менее опасен для человека свинец. Его избыток может нанести серьезные повреждения внутренним органам и ЦНС.

Цинк и медь – часто используемые в сельском хозяйстве микроэлементы. Они стимулируют рост, подавляют болезнетворные бактерии и т. д. Однако при избытке этих веществ в почве все происходит наоборот: растения затормаживаются в своем развитии, снижается урожайность.

Как нейтрализовать источники загрязнения почвы и очистить окружающую среду

Чтобы определить уровень загрязнения почвы, необходимо взять опытный образец и провести его анализ. Если содержание каких-либо элементов превышает допустимые нормы, то это будет считаться загрязнением.

При борьбе за чистоту природы важно выявить источники загрязнения почвы и нейтрализовать их. Комплекс мероприятий должен включать в себя:

• Разработку и использование технологий безотходного производства.
• Контроль за выбросами, их химическим составом и предотвращение попадания их в окружающую среду.
• Обеззараживание бытовых отходов, очистку сточных вод.
• Переработку мусора.
• Очистку выхлопных газов транспорта.
• Переход на экологически чистые средства передвижения, поиск безвредного для окружающей среды топлива.
• Использование альтернативных источников энергии.
• Обеззараживание уже загрязненных объектов.

Существуют проверенные методы для очищения сельскохозяйственных угодий. Для снижения токсичного воздействия необходимо учитывать источники и виды загрязнения почв, их состав. Например, при повышенном содержании тяжелых металлов нужно преобразовать их в недоступные или трудноусваиваемые соединения. Тогда химические элементы не будут поступать в растения и не примут участия в пищевой цепочке.

Один из самых распространенных способов обезвреживания вредных соединений – известкование почвы. Торф также делает тяжелые металлы менее доступными для растений. Можно добиться подобного эффекта, используя минеральные удобрения. При этом учитывается химический состав почвы и просчитываются возможные реакции между веществами. Например, при внесении фосфорных удобрений снижается концентрация кадмия на 53%, при использовании торфа – на 75%.

www.syl.ru

3. Загрязнение почвы

Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы Земли. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере.

Загрязнения почвы трудно классифицируются, в разных источниках их деление дается по-разному. Если обобщить и выделить главное, то наблюдается следующая картина загрязнения почвы: мусором, выбросами, отвалами, отстойными породами; тяжелыми металлами; пестицидами; микотоксинами; радиоактивными веществами.

Важнейшее значение почв состоит в аккумулировании органического вещества, различных химических элементов, а также энергии. Почвенный покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений. Если это звено биосферы будет разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится. Именно поэтому чрезвычайно важно изучение глобального биохимического значения почвенного покрова, его современного состояния и изменения под влиянием антропогенной деятельности. Одним из видов антропогенного воздействия является загрязнение пестицидами.

Почти все загрязняющие вещества, которые первоначально попали в атмосферу, в конечном итоге оказываются на поверхности суши и воды. Оседающие аэрозоли могут содержать ядовитые тяжелые металлы – свинец, ртуть, медь, ванадий, кобальт, никель. Обычно они малоподвижны и накапливаются в почве. Но в почву попадают с дождями также кислоты. Соединяясь с ним, металлы могут переходить в растворимые соединения, доступные растениям. В растворимые формы переходят также вещества, постоянно присутствующие в почве, что иногда приводит к гибели растений.

4. Загрязнение воды

Третий, не менее важный, чем небо над головой и земля под ногами, фактор существования цивилизации – водные ресурсы планеты.

На свои нужды человечество использует главным образом пресные воды. Их объём составляет чуть больше 2% гидросферы, причём распределение водных ресурсов по земному шару крайне неравномерно. В Европе и Азии, где проживает 70% населения мира, сосредоточено лишь 39% речных вод. Общее же потребление речных вод возрастает из года в год во всех районах мира. Известно, например, что с начала нынешнего века потребление пресных вод возросло в 6 раз, а в ближайшие несколько десятилетий возрастёт еще, по меньшей мере, в 1,5 раза.

Недостаток воды усугубляется ухудшением её качества. Используемые в промышленности, сельском хозяйстве и в быту воды поступают обратно в водоёмы в виде плохо очищенных или вообще неочищенных стоков.

Таким образом, загрязнение гидросферы происходит, прежде всего, в результате сброса в реки, озера и моря промышленных, сельскохозяйственных и бытовых сточных вод. Согласно расчетам ученых, в конце ХХ века для разбавления этих самых сточных вод может потребоваться 25 тыс. км ³ пресной воды, или практически все реально доступные ресурсы такого стока! Нетрудно догадаться, что именно в этом, а не в росте непосредственного водозабора – главная причина обострения проблемы пресной воды.

В настоящее время к числу сильно загрязненных относятся многие реки – Рейн, Дунай, Сена, Огайо, Волга, Днепр, Днестр и др. Растет загрязнение Мирового океана. Причем здесь существенную роль играет не только загрязнение стоками, но и попадание в воды морей и океанов большого количества нефтепродуктов. В целом, наиболее загрязнены внутренние моря – Средиземное, Северное, Балтийское, Внутреннее Японское, Яванское, а также Бискайский, Персидский и Мексиканский заливы.

Одним из основных санитарных требований, предъявляемых к качеству воды, является содержание в ней необходимого количества кислорода. Вредное действие оказывают все загрязнения, которые, так или иначе, содействуют снижению содержания кислорода в воде.

Нарастающее загрязнение водоемов и водостоков наблюдается во всех промышленных странах. Информация о содержании некоторых органических веществ в промышленных сточных водах предоставлена ниже:

ЗАГРЯЗНЯЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА КОЛИЧЕСТВО В МИРОВОМ СТОКЕ

МЛН.Т./ГОД

1. Нефтепродукты 26,563

2. Фенолы 0,460

3. Отходы производств синтетических волокон 5,500

4. Растительные органические остатки 0,170

5. Всего 33,273

Проблема озонового слоя

Не менее сложна в научном отношении экологическая проблема озонового слоя. Как известно, жизнь на Земле появилась только после того, как образовался охранный озоновый слой планеты, прикрывший ее от жестокого ультрафиолетового излучения. Многие века ничто не предвещало беды. Однако в последние десятилетия было замечено интенсивное разрушение этого слоя.

Проблема озонового слоя возникла в 1982 году, когда зонд, запущенный с британской станции в Антарктиде, на высоте 25 — 30 километров обнаружил резкое снижение содержания озона. С тех пор над Антарктидой все время регистрируется озоновая «дыра» меняющихся форм и размеров. По последним данным на 1992 год она равна 23 миллионам квадратных километров, то есть площади, равной всей Северной Америке. Позднее такая же «дыра» была обнаружена над канадским арктическим архипелагом, над Шпицбергеном, а затем и в разных местах Евразии, в частности над Воронежем.

Истощение озонового слоя представляет гораздо более опасную реальность для всего живого на Земле, чем падение какого-нибудь сверхкрупного метеорита, ведь озон не допускает опасное излучение до поверхности Земли. В случае уменьшения озона человечеству грозит, как минимум, вспышка рака кожи и глазных заболеваний. Вообще увеличение дозы ультрафиолетовых лучей может ослабить иммунную систему человека, а заодно уменьшить урожай полей, сократить и без того узкую базу продовольственного снабжения Земли.

Большинство ученых считают причиной образования так называемых озоновых дыр в атмосфере фреоны, или хлорфторуглеводороды.

Применения азотных удобрений в сельском хозяйстве; хлорирование питьевой воды, широкое использование фреонов холодильных установках, для тушения пожаров, в качестве растворителей и в аэрозолях привело к тому, что миллионы тонн хлорфторметанов поступают в нижний слой атмосферы в виде бесцветного нейтрального газа. Распространяясь вверх, хлорфторметаны под действием УФ – излучения распадаются на ряд соединений, из которых окись хлора наиболее интенсивно разрушает озон.

Также было установлено, что много озона уничтожается ракетными двигателями современных самолетов, летающих на больших высотах, а также при запусках космических кораблей и спутников.

Для окончательного решения вопроса о причинах истощения озонового слоя необходимы детальные научные исследования. Другой цикл исследований нужен для выработки наиболее рациональных способов искусственного восстановления прежнего содержания озона в стратосфере. Работы в этом направлении уже начаты.

Проблема кислотных осадков

Одна из острейших глобальных проблем современности и обозримого будущего — это проблема возрастающей кислотности атмосферных осадков и почвенного покрова. Ежегодно в атмосферу Земли выбрасывается около 200 млн. твердых частиц (пыль, сажа, и др.), 200 млн. т. сернистого газа (SO₂), 700.млн. т. оксида углерода , 150.млн. т. оксидов азота, что в сумме составляет более 1 млрд. т. вредных веществ. Кислотные дожди (или, более правильно), кислотные осадки, так как выпадение вредных веществ может происходить как в виде дождя, так и в виде снега, града, наносят экологический, экономический и эстетический ущерб. В результате выпадения кислотных осадков нарушается равновесие в экосистемах.

Районы кислых почв не знают засух, но их естественное плодородие снижено и неустойчиво; они быстро истощаются и урожаи на них низкие; ржавеют металлические конструкции; разрушаются здания, сооружения, памятники архитектуры и т.д. Диоксид серы адсорбируется на листьях, проникает внутрь и принимает участие в окислительных процессах. Это влечет за собой генетические и видовые изменения растений.

Кислотные дожди вызывают не только подкисление поверхностных вод и верхних горизонтов почв. Кислотность с нисходящими потоками воды распространяется на весь почвенный профиль и вызывает значительное подкисление грунтовых вод. Кислотные дожди возникают в результате хозяйственной деятельности человека, сопровождающейся эмиссией колоссальных количеств окислов серы, азота, углерода. Эти окислы, поступая в атмосферу, переносятся на большие расстояния, взаимодействуют с водой и превращаются в растворы смеси сернистой, серной, азотистой, азотной и угольной кислот, которые выпадают в виде “кислых дождей” на сушу, взаимодействуя с растениями, почвами, водами. Одна из причин гибели лесов во многих регионах мира – кислотные дожди. Для решения этой проблемы необходимо увеличить объём систематических измерений соединений загрязняющих атмосферу веществ на больших территориях.

Проблема парникового эффекта

До середины XX в. колебания климата сравнительно мало зависели от человека и его хозяйственной деятельности. За последние десятилетия это положение довольно резко изменилось. В результате антропогенной деятельности неуклонно увеличивается количество углекислого газа (CO²) в атмосфере, что приводит к усилению парникового эффекта и способствует повышению температуры воздуха у земной поверхности.

Изменение средней температуры воздуха непосредственно связано с изменением площади снежного и ледяного покровов (морские полярные льды, сезонный снежный покров континентов, ледники и континентальные оледенения Антарктиды и Гренландии). Режим льдов зависит от прихода солнечной радиации, температуры воздуха в теплое и холодное время года. По расчетам специалистов, активное таяние арктических морских льдов начнется при повышении средней температуры воздуха в Северном полушарии примерно на 2°С.

Климатические изменения влияют на режим осадков. Потепление приводит к увеличению испарения с поверхности океанов и, следовательно, к росту количества осадков, выпадающих на земную поверхность. Расчеты по специальным моделям теории климата показывают, что возрастание массы CO² в атмосфере увеличивает суммарную величину испарения и осадков.

Изменение климата неминуемо сказывается и на уровне Мирового океана. Высказываются предположения, что западная часть Антарктического ледяного щита неустойчива и может разрушиться (при быстром потеплении) в течение нескольких десятилетий, что повысит уровень океана примерно на 5 м и приведет к затоплению значительных участков земной поверхности.

Согласно оценкам экспертов, глобальная средняя температура воздуха увеличилась за столетие на 0.3-0.6° С, а уровень Мирового океана поднялся на 10-20 см. Предполагается, что к середине либо к концу будущего столетия концентрация CO² в атмосфере увеличится вдвое, а обусловленный этим темп увеличения среднегодовой температуры воздуха составит около 0.2-0.3°С за 10 лет.По расчетам, наиболее вероятное повышение уровня Мирового океана к 2030 г. составит 14-24 см. Ожидается, что уровень океана будет подниматься в начале XXI в. в 5-10 раз быстрее, чем в последнем столетии

Проблема перенаселения планеты

Одной из причин увеличения количества природных и особенно техно-природных опасных явлений, увеличения жертв и материальных потерь является рост человеческой популяции на Земле.

По оценкам историков, 10 тысяч лет назад, то есть в начале нового каменного века, численность населения Земли составляла 5 миллионов человек, ко времени образования Римской империи —150 миллионов человек, в 1650 году — 545 миллионов. В 1840 году она достигла 1 миллиарда человек, а далее стала увеличиваться особенно быстрыми темпами, достигнув 2 миллиардов в 1930 году, 3 миллиардов — в 1960 году, 4 миллиардов — в 1975 году, и в настоящее время на Земле насчитывается уже 6,5 миллиардов человек. Иначе говоря, чтобы достичь численности в 1 миллиард, человечеству понадобилось не менее полумиллиона лет, а затем приросты на миллиард человек происходили за 90, 30, 15 и 12 лет. Видно, что в последние десятилетия темп роста замедлился, но рост еще продолжается, и это создает серьезную глобальную проблему. Ф. Рамад считает, и не без оснований, что «демографический взрыв XX века по своим последствиям, возможно, превосходит такие научные открытия, как ядерная энергия и кибернетика».

Согласно последнему прогнозу ООН, глобальная численность населения к 2050 г. составит 8.9 млрд. человек. В конечном пространстве рост не может быть бесконечным. Стабилизация численности населения в мире — одно из важнейших условий перехода к устойчивому эколого-экономическому развитию.

Существенная особенность современной демографической картины мира состоит в том, что 90 %прироста населения приходится на развивающиеся страны. Чтобы представлять реальную картину мира, надо знать, как живет это большинство человечества.

Прямая связь между нищетой и демографическим взрывом видна в глобальных, континентальных и региональных масштабах. Африка — континент, находящийся в самом тяжелом, кризисном эколого-экономическом состоянии, — имеет наибольшие в мире темпы роста населения, и в отличие от других континентов они там пока не снижаются. Так замыкается порочный круг: нищета — быстрый рост населения — деградация природных систем жизнеобеспечения.

Мнение, что быстро растущее население развивающихся стран есть главная причина возрастающих глобальных сырьевых и экологических дефицитов, также просто, как и неверно. Шведский ученый-эколог Рольф Эдберг писал: «Две трети населения земного шара вынуждены довольствоваться жизненным уровнем, составляющем 5-10 % от уровня в наиболее богатых странах. Швед, швейцарец, американец потребляют в 40 раз больше ресурсов Земли, чем сомалиец, едят в 75 раз больше мясных продуктов, чем индиец. Один английский журналист высчитал, что английская кошка съедает в два раза больше белков мяса, чем средний африканец, еда этой кошки стоит больше среднего дохода одного миллиарда людей в бедных странах. Более справедливое распределение земных ресурсов могло бы прежде всего выразиться в том, что обеспеченная четвертая часть населения планеты — хотя бы из инстинкта самосохранения — отказалась бы от прямых излишеств, чтобы бедные страны могли получить то, без чего жить нельзя

studfiles.net

Загрязнение почвы, воды и воздуха

Атмосферный воздух — один из важнейших факторов среды обитания человека, характеризующих санитарно-эпидемиологическое благополучие населения. Состояние загрязнения атмосферы на территории субъектов Российской Федерации представлено Федеральной службой по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет), центрами гигиены и эпидемиологии Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека и другими организациями.

По данным федерального информационного фонда службы по гидрометеорологии и мониторингу, основными веществами (по количеству исследований), контролируемыми на территории Российской Федерации в 2002—2005 гг., являлись азота диоксид, углерода оксид, взвешенные вещества, серы диоксид, формальдегид, фенол, азота оксид, аммиак, сероводород, свинец, 3,4-бенз(а)пирен. Основными веществами, контролируемыми на территории Российской Федерации учреждениями Роспотребнадзора в 2004—2005 гг., являлись окиси азота, углерода оксид, пыль, серы диоксид, углеводороды, формальдегид, фенол, свинец, аммиак, марганец.

Доля проб атмосферного воздуха городских поселений с превышением гигиенических нормативов выше среднего показателя по Российской Федерации в 2005 г. отмечалась в Сибирском, Южном, Дальневосточном федеральных округах. Вместе с тем, в 37 субъектах Российской Федерации отмечено снижение загрязнения атмосферного воздуха, в т. ч. в Смоленской, Архангельской, Челябинской, Кемеровской, Тамбовской областях, Красноярском крае, Республиках Мордовия и Марий Эл.

Отраслями промышленности, загрязняющими атмосферный воздух жилых территорий в 5 и более раз выше нормы, явились в Уральском федеральном округе: автомобильный транспорт, жилищно-коммунальное хозяйство, электроэнергетика, строительство, черная металлургия, машиностроение и металлообработка, цветная металлургия, производство строительных материалов, нефтедобывающая и деревообрабатывающая промышленности.

Кроме загрязнения атмосферы в неблагополучном состоянии находятся и водоемы. Состояние водных объектов в местах водопользования населения, используемых в качестве питьевого водоснабжения (I категория) и для рекреации (II категория), продолжает оставаться в санитарно-эпидемиологическом отношении неудовлетворительным. В среднем, около 30% проб воды из водоемов используемых для питьевого водоснабжения по микробиологическим показателям опасны для здоровья. В среднем по стране состояние 43% открытых водоемов (откуда поступает 67% питьевой воды), и 18% -подземных — не отвечает санитарным нормам. 19% воды из-под крана не отвечает санитарным нормативам.

В качестве одного из важнейших механизмов улучшения водно-экологической обстановки, гидрологического режима и санитарно-гигиенического состояния водных объектов в последние годы рассматривается выделение водоохранных зон (ВЗ) и прибрежных защитных полос (ПЗП) с установлением в их границах специального режима хозяйствования. Однако единых действующих методических указаний по их выделению, утвержденных государственными органами, на сегодняшний день не существует. Опыт проектирования показал, что наиболее актуальными являются следующие природоохранные мероприятия:

— расчистка русел и ликвидация несанкционированных свалок;

— противоэрозионные мероприятия, включая берегоукрепление;

- рекультивация нарушенных земель;

- ликвидация или вынос за пределы ВЗ и ПЗП хозяйственных объектов и объектов инфраструктуры, находящихся здесь с нарушением действующего законодательства (животноводческие комплексы, автозаправочные станции, автостоянки, гаражи и другие объекты), или обременение их владельцев соответствующими санкциями;

- вынос несанкционированного жилья и приведение границ землеотводов в пределах ПЗП в соответствие с проектной документацией;

- строительство водонепроницаемых выгребов для туалетов и бань в пределах ПЗП;

- реконструкция ливневой канализации в населённых пунктах;

- строительство коллекторов в зоне сплошной застройки;

- обустройство рекреационных зон и родников;

- изготовление и установка водоохранных знаков и др.

Занимая центральное место в биосфере и являясь начальным звеном всех трофических цепей, загрязненная почва может стать источником вторичного загрязнения атмосферного воздуха, водоемов, подземных вод, продуктов питания растительного происхождения и кормов животных и тем самым влиять на эколого-гигиеническую обстановку в целом.

Около 2% территории подвержены опасному загрязнению в результате ракетно-космической деятельности. Огромные территории (по-видимому, около 3% территории) загрязнены нефтью. Внутри селитебных территорий в среднем по стране 11% территории опасны для проживания, (В Томской области 93%; Мурманской области — 75%, в Хабаровском крае — 69% в Свердловской обл. — 54%, в Санкт-Петербурге — 50%, В Приморском крае — 49%, в Тульской области — 44%, в Москве — 31 %). В основном это связано с превышением содержания тяжелых металлов (свинца, кадмия, ртути). Неблагоприятными для жизни как были в конце советского периода, так и остаются примерно 14% территории страны (зоны экологического неблагополучия), на которых проживает не менее 60 млн. человек.

Добыча нефти и газа несет опасность для почвы. Естественная способность природы к разрушению нефтяных углеводородов недостаточна для переработки современных масштабов индустриального загрязнения почвы и воды нефтепродуктами. Разложение нефти и нефтепродуктов в естественных условиях происходит очень трудно и медленно, а продукты разложения (смолистые вещества, кислоты), в свою очередь, являются загрязнителями окружающей среды. Нефть и нефтепродукты подавляют дыхание почвы и воды, не давая развиться самоочистительной микробиологической активности. Например, сточные воды предприятий нефтехимии остаются токсичными даже после 6 месяцев отстаивания, а в зоне почвенного разлива нефтепродуктов трава не растет многие годы.

В Экологическом центре Министерства обороны Российской Федерации разработана и апробирована (на ряде военных объектов) методика оценки загрязнения почвы по состоянию беспозвоночных почвенных животных – биоиндикаторов.

Чтобы защитить почвы необходимо следить за утилизацией отходов предприятий и соблюдением экологических норм любого производства, особенно нефтедобывающего и машиностроительного. Кроме того, экономия ресурсов и использование альтернативных источников энергии позволят обеспечить безопасность почв.



biofile.ru

Основные источники загрязнения почвы

Что такое загрязнение почвы?

Загрязнение почвы — процесс постоянный и неизбежный. Различаться может только степень загрязнения и виды веществ, которые поступают в почву в качестве загрязнителей.

Определенная часть загрязнителей поступает в почву естественным путем (в процессе функционирования биогеоценоза), но большинство вредных веществ является отходами промышленного производства, техники и различных аспектов жизнедеятельности человека.

Что загрязняет почву? Загрязняющие вещества почвы можно разделить на несколько основных категорий:

• химические элементы и соединения (в особенности тяжелые металлы).
• нефть и нефтепродукты.
• пестициды.
• минеральные и органические удобрения.
• бытовые отходы и различные виды мусора.
• выхлопы автомобильной и другой техники.
• радиоактивные вещества.
• сточные воды и биологические элементы, выбрасываемые в окружающую среду животноводческой отраслью.

Классификация по типу источника загрязнения подразделяет все загрязняющие вещества на две категории:

1) Химические загрязнители — различные химические элементы и соединения.

2) Биологические загрязнители — гельминты, бактерии, вирусы, простейшие.

Схемы движения загрязняющих веществ в природе.

Чтобы понять, как загрязняют почву вредные элементы, нужно уяснить схемы поступления их в окружающую среду и технику воздействия на человека.

Наиболее распространенные экологические схемы движения загрязняющих веществ выглядят таким образом:

• почва > водные ресурсы > человек.
• почва > воздушные ресурсы > человек.
• почва > растительность человек.
• почва > растительность > животные > человек.

Возможны и другие схемы взаимодействия загрязняющих веществ с человеком.

Если проанализировать причины повышающегося уровня загрязнения почвы, то становится понятно, что виной тому является деятельность человеческой цивилизации. При этом негативное воздействие имеет обратный эффект: чем сильнее человек загрязняет окружающую среду — тем больше страдает он сам от последствий этого загрязнения.

Решение проблемы загрязнения почвы.

Перед тем как устранять последствия загрязнения почвы, нужно определиться с измерением уровня загрязненности.

На уровень загрязненности почвы химическими веществами могут влиять разнообразные факторы:

• степень количественного поступления загрязнителей в почву.
• химические и физические характеристики почвы (уровень растворимости в водной среде, структурные и морфологические особенности, летучесть и другое).
• климатические и почвенные условия в конкретном регионе.
• уровень интенсивности перемещения загрязняющих химических веществ в воздушную среду, наружные и подземные водоемы и растения.
• степень воздействия на загрязняющие химические вещества со стороны естественных процессов (их разрушение и обеззараживание в результате гидролиза, фотолиза, влияния биологических факторов — водорослей и микроорганизмов, способных расщеплять многие загрязнители).

По степени вредоносного воздействия загрязняющие химические вещества подразделяются на такие категории:

1) Высокоопасные.

2) Умеренно опасные.

3) Малоопасные.

Негативное воздействие загрязняющих химических веществ на организм человека проявляется одним или несколькими вредоносными эффектами:

• острый либо хронический токсический эффект.
• аллергенный эффект.
• мутагенный эффект.
• канцерогенный эффект.
• эмбриотоксический эффект.
• тератогенный эффект.
• эффект нарушения репродуктивных функций.

Борьба с загрязняющими химическими веществами должна быть всесторонней и включать в себя несколько ключевых этапов:

• создание технологического контроля за производственными выбросами и предотвращение их попадания в окружающую среду.
• разработка экологических технологий или безотходных производств.
• обеззараживание вредных отходов, сточных вод.
• борьба с токсичными выхлопами у различных видов техники.
• уничтожение или переработка мусора.
• обеззараживание загрязненной почвы, воды и воздуха.

ecology-of.ru