Забруднення водних ресурсів

Глобальні екологічні проблеми сучасності

За минулі тисячоліття цивілізація і технології зробили помітний стрибок у своєму розвитку. Змінився вигляд людських поселень, канули в Лету мови старовини, сам зовнішній вигляд «людини розумної» змінився до невпізнання. Але одне в життя людини залишилося незмінним: усе, що цивілізація здатна зібрати в своїх коморах, складувати за високими парканами спеціальних баз, розіпхав по домашніх полицях шаф і холодильників - все це взято з навколишнього середовища. І весь ритм життя людства, як у минулі епохи, так і сьогодні, визначався одним - можливістю доступу до тих або інших природних ресурсів. За роки такого співіснування з природою запаси природних ресурсів помітно скоротилися. Правда, сама природа подбала про те, щоб забезпечити людину, вічного утриманця, в тому числі і практично невичерпної ресурсною базою. Але природи, як і грошей, багато не буває. Не відомо, що з цього приводу думають усі мешканці планети, але їх вплив на природу відчувається практично скрізь.

Забруднення атмосфери

Атмосферне повітря є найважливішою життєзабезпечення природним середовищем і являє собою суміш газів і аерозолів приземного шару атмосфери, що склалася в ході еволюції Землі, діяльності людини і знаходиться за межами житлових, виробничих та інших приміщень саме тому в даному рефераті цієї проблемі приділено більше уваги. Результати екологічних досліджень, як у Росії, так і за кордоном однозначно свідчать про те, що забруднення приземної атмосфери - найпотужніший, постійно діючий фактор впливу на людини, харчовий ланцюг і навколишнє середовище. Атмосферне повітря має необмежену ємність і грає роль найбільш рухомого, хімічно агресивного і всепроніцающего агента взаємодії поблизу поверхні компонентів біосфери, гідросфери та літосфери. В останні роки отримані дані про істотної ролі для збереження біосфери озонового шару атмосфери, що поглинає згубний для живих організмів ультрафіолетове випромінювання Сонця і формує на висотах близько 40 км теплової бар'єр, що оберігає охолодження земної поверхні. Повітря жител і робочих зон має велике значення через те, що людина проводить тут значну частину часу.

Атмосфера надає інтенсивний вплив не тільки на людину і біоту, а й на гідросферу, грунтово-рослинний покрив, геологічне середовище, будівлі, споруди та інші техногенні об'єкти. Тому охорона атмосферного повітря і озонового шару є найбільш пріоритетною проблемою екології і їй приділяється пильну увагу у всіх розвинених країнах. Забруднення приземного атмосфера викликає рак легень, горла і шкіри, розлад центральної нервової системи, алергічні та респіраторні захворювання, дефекти у новонароджених і багато інші хвороби, перелік яких визначається присутніми, в повітрі забруднюючими речовинами та їх спільним впливом на організм людини. Результати спеціальних досліджень, виконаних у Росії і за кордоном, показали, що між здоров'ям населення і якістю атмосферного повітря спостерігається тісний зв'язок.

Основні агенти впливу атмосфери на гідросферу атмосферні опади у вигляді дощу і снігу, у меншій мірі смогу, туману. Поверхневі та підземні води суші мають головним чином атмосферний харчування і внаслідок цього їх хімічний склад залежить в основному від стану атмосфери. За даними еколого-геохімічного картування різних масштабів, талі (снігові) вода Руської рівнини в порівнянні з поверхневими і підземними водами і багатьох районах помітно (у кілька разів) збагачені нітрит - і амоній - іонами, сурмою, кадмієм, ртуттю, молібденом, стусаном, свинцем, вольфрам, берилієм, хромом, нікелем, марганцем. Особливо виразно це проявляється по відношенню до підземних вод Сибірським екологами-геохімік виявлено збагачення ртуттю а снігових вод порівняно з поверхневими водами в басейні р.Катунь Кураіско-Сарасінська ртутно-рудна зона Гірського Алтаю. Підрахунок балансу кількості важких металів у сніговому покриві показав, що основна їх частина розчиняється в сніговий воді, тобто перебувають у міграційно-рухомий формі, здатної швидко проникати поверхневого стние і підземні води, харчовий ланцюг і організм людини. У умовах Підмосков'я цинк, стронцій, нікель практично повністю розчинені в сніговий воді.

Негативне вплив забрудненої атмосфери на грунтово-рослинний покрив пов'язано як з випаданням кислотних атмосферних опадів, вимиваються кальцій, гумус і мікроелементи з грунтів, так і з порушенням процесів фотосинтезу, що призводять до уповільнення зростання загибелі рослин. Висока чутливість дерев (особливо берези дуба) до забруднення повітря виявлено давно. Спільна дія їх чинників призводить до помітного зменшення родючості грунтів і зникнення лісів. Кислотні атмосферні опади розглядаються зараз як потужний фактор не тільки вивітрювання гірських порід та погіршення якості несучих грунтів, а й хімічного руйнування техногенних об'єктів, включаючи пам'ятники культури і наземні лінії зв'язку. У багатьох економічно розвинених країнах в даний час реалізуються програми щодо вирішення проблеми кислотних атмосферних опадів. У рамках Національної програми з оцінки впливу кислотних атмосферних опадів, затвердженої в 1980 році. Багато федеральні відомства США почали фінансувати дослідження атмосферних процесів. Що викликають кислотні дощі, з метою оцінки впливу останніх на екосистеми і вироблення відповідних природоохоронних заходів. З'ясувалося, що до?? слотние дощі роблять багатоплановий вплив на навколишнє середовище і є результатом самоочищення атмосфери. Основні кислотні агенти - розбавлені сірчана і азотна кислоти, що утворюються при реакціях окислення оксидів сірки та азоту за участю пероксиду водню.

Процеси та джерела забруднення приземної атмосфери многочіс ленни і різноманітні. За походженням вони поділяються на антропогенні і природні. Серед антропогенних до найбільш небезпечним процесів належать згорання палива і сміття, ядерні реакції при отриманні атомної енергії, випробуваннях ядерної зброї, металургія та гаряча металообробка, різні хімічні виробництва, в тому числі переробка нафти і газу, вугілля. При процесах згоряння палива найбільш інтенсивне забруднення приземного шару атмосфери відбувається в мегаполісах та великих містах, промислових центрах зважаючи широкого розповсюдження в них автотранспортних засобів, ТЕЦ, котельних та інших енергетичних установок, що працюють на вугіллі, мазуті, дизельному паливі, природному газі і бензині. Вклад автотранспорту в загальне забруднення атмосферного повітря сягає тут 40-50%. Потужним і надзвичайно небезпечним чинником забруднення атмосфери є катастрофи на АЕС (Чорнобильська аварія) і випробування ядерної зброї в атмосфері. Це пов'язано як з швидким розносом радіонуклідів на великі відстані, так і з довгостроковим характером забруднення території (див. додаток 2).

Висока небезпеку хімічних і біохімічних виробництв заклю чає в потенційній можливості аварійних викидів в атмосферу надзвичайно токсичних речовин, а також мікробів і вірусів, які можуть викликати епідемії середу населення і тварин. В даний час в приземної атмосфері знаходяться багато десятків тисяч забруднюючих речовин антропогенного походження. Зважаючи на триваючого зростання промислового і сільськогосподарського виробництва з'являються нові хімічні сполуки, в тому числі сильно токсичні. Головний природний процес забруднення приземної атмосфери-вулканічна і флюідная активність Землі. Спеціальними дослід ваніямі встановлено, що надходження забруднюючих речовин, з глибинними флюїдами в приземний шар атмосфери має місце не тільки в галузях сучасної вулканічної і газотермальной діяльності, але і в таких стабільних геологічних структурах, як Російська платформа. Великі виверження вулканів призводять до глобального і довготривалого забруднення атмосфери, про що свідчать літописи і сучасні спостережні дані (виверження вулкана Пінатубо на Філіппінах в 1991 році). Це обумовлено тим, що у високі шари атмосфери миттєво викидаються величезні кількості газів, які на великій висоті підхоплюються що рухаються з високою швидкістю повітряними потоками і швидко розносяться по всій земній кулі, Тривалість забрудненого стану атмосфери після великих вулканічних вивержень досягає декількох років.

Для атмосфери характерна надзвичайно висока динамічність, зумовлена як швидким переміщенням повітряних мас в латеральному і вертикальному напрямках, так і високими швидкостями, різноманітністю що протікають в ній фізико-хімічних реакцій. Атмосфера розглядається зараз як величезний хімічний котел, який перебуває під впливом численних і мінливих антропогенних і природних факторів. Гази та аерозолі, що викидаються в атмосферу, характеризуються високою реакційною здатністю. Пил і сажа, що виникають при згорянні палива, лісових пожежах, сорбували важкі метали і радіонукліди і при осадженні на поверхню можуть забруднити великі території, проникнути в організм людини через органи дихання. Аеродинамічними бар'єрами є великі лісові масиви, а також активні глибинні розломи значної протяжності (Байкальський рифт). Причина цього полягає в тому, що такі розломи контролюють фізичні поля, іонні потоки Землі і служать своєрідна різної перешкодою для переміщення повітряних мас.

Оцінка і тим більше прогноз стану приземної атмосфери є дуже складною проблемою. В даний час її стан оцінюється головним чином по нормативного підходу. Величини токсичних хімічних речовин та інші нормативні показники якості повітря наведені в багатьох довідниках і керівництві. У такому керівництві для Європи крім токсичності забруднюючих речовин (канцерогенна, мутагенну, аллергена та інші дії) враховуються їх поширеність і здатність до акумуляції в організмі людини і харчового ланцюга. Стаціонарних постів спостереження за повітряним басейном мало і вони не дозволяють адекватно оцінити його стан у великих промислово-урбанізованих центрах. До перспективних напрямків оцінки стану приземної атмо сфери великих промислово-урбанізованих території належить багатоканальне дистанційне зондування. Перевага цього методу полягає в здатності швидко, неодноразово і в одному ключі охарактеризувати великі площі. Екологічна практика в Росії і за кордоном показала, що її невдачі пов'язані з неповним урахуванням негативних впливів, невмінням обраний, і оцінити головні фактори і наслідки, низькою ефективністю використання результатів натурних і теоретичних екологічних досліджень при прийнятті рішень, недостатньою розробленість методів кількісної оцінки наслідків забруднення приземної атмосфери та інших життєзабезпечуючих природних середовищ.

Під всіх розвинених країнах прийняті закони про охорону атмосферного повітря. Вони періодично переглядаються з урахуванням нових вимог до якості повітря і надходження нових даних про токсичність і поведінці забруднюючих речовин в повітряному басейні. У США зараз обговорюється вже четвертий варіант закону про чистому повітрі. Боротьба йде між прихильниками охорони навколишнього середовища і компаніями, економічно не зацікавлені у підвищенні якості повітря. Урядом Російської Федерації розроблено проект закону про охорону атмосферного повітря, який в даний час обговорюється. Поліпшення якості повітря на території Росії має важливе соціально-економічне значення. Це обумовлено багатьма причинами і перш за все неблагополучним станом повітряного басейну мегаполісів, великих міст і промислових центрів, у яких проживає основна частина кваліфікованого і працездатного населення.

Забруднення водних ресурсів

Вода - Один з найбільш важливих життєзабезпечуючих природних середовищ, що утворилися в результаті еволюції Землі. Вона є складовою частиною біосфери і має цілою низкою аномальних властивостей, що впливають на що протікають в екосистемах фізико-хімічні і біологічні процеси. До таких властивостей відносяться дуже високі і максимальні середу рідин теплоємність, теплота плавлення і теплота випаровування, поверхневий натяг, що розчиняють здатність і діелектрична проникність, прозорість. Крім того, для води характерні підвищена міграційна здатність, що має важливе значення для її взаємодії з суміжними природними середовищами. Вищевказані властивості води визначають потенційну возмож ность накопичення в ній дуже високих кількостей найрізноманітніших забруднюючих речовин, у тому числі патогенних мікроорганізмів. У зв'язку з безперервно зростаючим забрудненням поверхневих вод підземні води стають практично єдиним джерелом господарсько-питного водопостачання населення. Тому їх охорона від забруднення і виснаження, раціональне використання мають стратегічно значення.

Положення ускладнюється тим, що придатні для пиття підземні у ди залягають в самій верхньої, найбільш схильною до забруднення частини артезіанських басейнів і інших гідрогеологічних структур, а річки та озера становлять лише 0,019% загального обсягу води. Вода ж хорошої якості потрібно не тільки для питних і культурно-побутових потреб, а й для багатьох галузей промисловості. Небезпека забруднення підземних вод полягає в тому, що під земна гідросфера (особливо артезіанські басейни) є кінцевим резервуаром накопичення забруднювачів як поверхневого, так і глибинного походження. В підручнику, у багатьох випадках незворотний характер має забруднення безстічних водойм суші. Особливу небезпеку становить забруднення питної води мікро-організмами, які відносяться до патогенних і можуть викликати спалаху різноманітних епідемічних захворювань серед населення і тварин. Практика показала, що основною причиною більшості епідемій було вживання зараженої вірусами, мікробами воли для питних та інших потреб. Вплив на людини води з високими концентраціями важких металів і радіонуклідів показано в розділах, присвячених цим забруднювачів навколишнього середовища.

Найбільш важливими антропогенними процесами забруднення води є стоки з промислово-урбанізованих і сільськогосподарських територій, випадання з атмосферними опадами продуктів антропогенної діяльності. Ця процеси забруднюють не тільки поверхневі води (безстічні водойми і внутрішні моря, водотоки), але і підземну гідросферу (артезіанські басейни, гідрогеологічні масиви), Світовий океан (особливо акваторії і шельфи). Па континентах найбільшого впливу піддаються верхні водоносні горизонти (грунтові та напірні), які використовуються для господарсько-питного водопостачання (див. додаток 3). Аварії нафтоналивних танкерів, нафтопроводів можуть бути суще тиментом чинником різкого погіршення екологічної обстановки на морських узбережжях і акваторіях, у внутріконтинентальних водних системах. Відзначається тенденція збільшення цих аварій останнім де сятілетіе. Па території Російської Федерації проблема забруднення за верхностних і підземних вод сполуками азоту стає все більш актуальною. Еколого-геохімічне картування центральних областей Європейської Росії показало, що поверхневі і грунтові води цієї території в багатьох випадках характеризуються високими концентраціями нітратів і нітритів. Режимні ж спостереження свідчать про збільшення цих концентрацій в часі.

Схожа ситуація складається із забрудненням підземних вод орга нічних речовинами. Це пов'язано з тим, що підземна гідросфера не здатна до окислення великий маси що надходить в неї органіки. Наслідком цього є те, що забруднення гідрогеохімічних систем поступово стає незворотнім.

Забруднення літосфери

Як відомо, суша в даний час складає 1/6 планети ту частину планети, на якій і живе людина. Саме тому дуже важливою є охорона літосфери. Охорона грунтів від людини є одним з найважливіших завдань людини, тому що будь-які шкідливі сполуки, що знаходяться в грунті, рано чи пізно потрапляють в організм людини. По-перше, відбувається постійне вимивання забруднень у відкриті водойми і грунтові води, які можуть використовуватися людиною для пиття і інших потреб. По-друге, ці забруднення з грунтової вологи, грунтових вод і відкритих водойм потрапляють в організми тварин і рослин, які вживають цю воду, а потім по харчових ланцюжках знову ж таки потрапляють в організм людини. По-третє, багато шкідливі для людського організму сполуки мають здатність акумулюватися в тканинах, і, перш за все, в кістках. За оцінками дослідників, в біосферу надходить щорічно близько 20-30 млрд. т. твердих відходів, з них 50-60% органічних сполук, а у вигляді кислотних агентів газового або аерозольного характеру - близько 1 млрд. т. І все це менше ніж на 6 млрд. людей! Як же речовини-забруднювачі літосфери потрапляють у грунт? Різні грунтові забруднення, більшість з яких антропогенного характеру, можна розділити за джерелом надходження цих забруднень в грунт.

Атмосферні опади: багато хімічні сполуки (гази - оксиди сірки та азоту), що потрапляють в атмосфери в результаті роботи підприємстві, потім розчиняються в крапельках атмосферної вологи і з опадами потрапляють у грунт. Пил та аерозолі: тверді та рідкі з'єднання за сухої погоди зазвичай осідають безпосередньо у вигляді пилу і аерозолів. При безпосередньому поглинання грунтом газоподібних сполук. У суху погоду гази можуть безпосередньо поглинатися грунтом, особливо вологою. З рослинний опад: різні шкідливі сполуки, в будь-якому агрегатному стані, поглинаються листям через продихи або осідають на поверхні. Потім, коли листя опадає, всі ці сполуки надходять в грунт. Забруднення грунту важко класифікуються, в різних джерелах їх поділ дається по-різному. Якщо узагальнити і виділити головне, то спостерігається наступна картина забруднення грунту: сміттям, викидами, відвалами, отстойными породами; важкими металами; пестицидами; мікотоксинами; радіоактивними речовинами.

Інші забруднення

Тверді побутові відходи (ТПВ) надзвичайно небезпечні і різнорідні за складом: харчові залишки, папір, металобрухт, гума, скло, деревина, тканина, синтетичні і інші речовини. Харчові залишки приваблюють птахів, гризунів, великих тварин, трупи яких є джерелом бактерій і вірусів. Атмосферні опади, сонячна радіація та виділення тепла в зв'язку з поверхневими, підземними пожежами, загоряннями, сприяють протіканню на полігонах ТПВ не передбачуваних фізико-хімічних і біохімічних процесів, продуктами яких є численні токсичні хімічні з'єднання в рідкому, твердому і газоподібному станах. Биогенное вплив ТПВ виражається в тому, що відходи сприятливі для розмноження комах, птахів, гризунів, інших ссавців, мікроорганізмів. При цьому птахи та комахи є рознощиками хвороботворних бактерій і вірусів па великі відстані.

Не менш небезпечні стічні води. Незважаючи на будівництво очисних споруд та інші заходи, зниження негативного впливу таких стічних вод на навколишнє середовище є важливою проблемою всіх урбанізованих територій. Особлива небезпека в цьому випадку пов'язана з бактеріальним забрудненням середовища проживання і можливістю спалахів різних епідемічних захворювань. Небезпечні відходи сільськогосподарського виробництва - Навої-зохраніліща, що залишилися на полях залишки отрутохімікатів, хімічних добрив, пестицидів, а також не облаштовані кладовища тварин, що загинули в період епідемії. Хоча ці відходи мають точковий характер, їх велику кількість і висока концентрація в них токсичних речовин можуть зробити помітний негативний вплив на навколишнє середовище. У зв'язку з тим, що масштаб та інтенсивність впливу твердих та небезпечних відходів па навколишнє середовище виявилися більш значними, ніж уявлялося раніше, а його характер і впливають природні фактори слабо вивченими, нормативні вимоги СНіП і ряду відомчих інструкцій, що стосуються вибору ділянок, проектування полігонів і призначення зон санітарної охорони, слід визнати естнедостаточно обгрунтованими. Не можна визнати задовільним і такий стан, коли зона санітарної охорони полігону і вживане обладнання вибираються за сущву довільно, без урахування реальних процесів забруднення і відповідних реакцій біосфери на функціонування звалищ твердих та небезпечних відходів. Необхідна комплексна, по можливості вичерпна оцінка всіх параметрів впливу відходів на все життєзабезпечуючі природні середовища, що дозволяє з'ясувати шляхи і механізми проникнення забруднюючих речовин в харчовий ланцюг і організм людини.

Загибель і вирубка лісів

Одна з причин загибелі лісів у багатьох регіонах світу кислотні дощі, головними винуватцями яких є електростанції. Викиди двоокису сірки і перенесення їх на великі відстані призводять до випадання таких дощів далеко від джерел викидів. В Австрії, на сході Канади, у Нідерландах та Швеції більше 60% сірки, випадають на їх території, припадають на зовнішні джерела, а в Норвегії навіть 75%. Іншими прикладами перенесення кислот на великі відстані є випадання кислотних дощів на таких віддалених островах в Атлантичному океані, як Бермудські, і кислотного снігу в Арктиці.

За останні 20 років (1970 - 1990) світ втратив майже 200 мільйонів гектарів лісових масивів, що дорівнює площі США на схід від Міссісіпі. Особенно більшу екологічну загрозу представляє виснаження тропічних лісів - легкі планети і основного джерела біологічного різноманіття планети. Там щорічно вирубується або спалюється приблизно 200 тисяч квадратних кілометрів, а значить, зникає 100 тисяч видів рослин і тварин. Особливо швидко цей процес йде в найбагатших тропічними лісами регіонах Амазонії та Індонезії. Британський еколог Н. Мейерс прийшов до висновку, що десять невеликих областей в тропіках містять, принаймні, 27% усього видового складу цього класу рослинних формацій, пізніше цей список був розширений до 15 гарячих точок тропічних лісів, які повинні бути збережені, будь-що-будь. У розвинених країнах кислотні дощі викликали пошкодження значної частини лісу: в Чехословаччині 71%, в Греції та Великобританії 64%, у ФРН 52%. Сучасна ситуація з лісами дуже різна по континентах. Якщо в Європі та Азії лісовкриті площі за 1974 1989 роки трохи збільшилися, то в Австралії за один рік вони скоротилися на 2,6%, Ще більша деградація лісів йде в окремих країнах: у Кот-Д, Івуар за рік лісові площі зменшилися на 5,4%, у Таїланді на 4,3%, в Парагваї на 3,4%.