Антропогенное химическое загрязнение природной среды

возникновение в ней новых физических, химических или биологических агентов, либо

превышение норм их содержания, приводящее к негативным для че­ловека последствиям. Загрязнение может быть п р и р о д н ы м (извержение вулкана, землетрясение и поступление веществ через земную кору и др.) и а н т р о п о г е н н ы м , происходящим вследствие деятельности людей.

всех отраслей промышленности,
2) Параметрическое (физическое) –шумовое (акустическое), тепловое ,

радиационное, электромагнитное;
3) Биоценотическое (биологическое) - сокращение биоразнообразия нарушение баланса популяций в экосистемах, нерегулируемыая охота и промысел, генная инженерия и др.
4) Стациально- деструкционное (механическое) - разработка месторождений , разрушение поверхности Земли и дна водоёмов различнымиразрушение берегов, грунтов и т.п.

мощности на Земле удваиваются каждые 14-15 лет. Сейчас в атмосферу

ежегодно выбрасывается 700 млн. т. различных аэрозолей и газов, не считая твёрдых частиц размером более 10 мкм, которые оседают вблизи источника загрязнения.
Транспорт. Один из основных источников загрязнения атмосферы - автомобильный транспорт. Мировой парк автомобилей насчитывал ещё в 1986 г более 300 млн. машин, ежегодно он значительно расширяется. Годовой выброс вредных веществ автомобильным транспортом в атмосферу составляет около 50 млн. т. углеводородов и 200 млн. т оксида углерода , при использовании бензиновых двигателей. Кроме того автотранспортом выбрасываются и другие вредные примеси: оксиды азота, канцерогенный бензопирен, альдегиды, диоксид серы, свинец, хлор, бром. Дизельные двигатели выделяют значительные количества сажи и частичек копоти.
При сгорании 1 кг горючего карбюраторный двигатель выбрасывает в воздух 800 г окиси углерода (СО), или угарного газа, 90 г углеводородов, 20 г оксидов азота, 0,7 г альдегидов, 0,6 г диоксида серы, 0,5 г соединений свинца, 0,001 г бензапирена и др.
Кроме автотранспорта, атмосферу сильно загрязняют и другие виды транспорта - железнодорожный, морской, речной и авиационный. Например, один самолёт при перелёте на расстояние 1000 км тратит столько же кислорода, сколько потребляет человек в течение года. Особенно загрязнены вокзалы, порты, причалы и аэродромы.
Промышленные предприятия. Основными загрязнителями являются чёрная и цветная металлургия, цементная промышленность, коксовое производство, нефтяная и химическая промышленность. Они загрязняют атмосферу такими веществами и материалами, как пыль, дымы, в том числе дымы окислов железа рыжего цвета, соединениями С, S, фтора, N, Cl и др. Много вредных веществ выделяются котельными теплоэлектроцентралей и при использовании котелков для отопления домов. В некоторых странах для отопления используют низкокачественный каменный и бурый уголь, содержащие высокие концентрации серы, а например в Индии, в Калькутте, топят сухим навозом.

Другие газы и аэрозоли. Это хлор, фтор, аэрозоли и дымы

(твёрдые частицы углерода, золы, кремнезёмной и цементной пыли).
Зависимость загрязнения от климата и синоптических ситуаций.При постоянных выбросах наиболее опасны для человека условия антициклона, с безградиентным барическим полем, со слабыми ветрами и штилями, отсутствием горизонтального и вертикального перемешивания воздушных масс, с образованием приземных смогов. И наоборот, циклонические условия наиболее благоприятны для рассеивания вредных примесей.В высоких широтах токсические вещества разлагаются медленнее, чем в тропиках, где выше уровень солнечной радиации, особенно ультрафиолетового излучения, вызывающего фотохимические реакции окисления техногенных выбросов. Во влажных тёплых районах токсиканты разрушаются и вымываются быстрее, чем в сухих холодных районах, где происходит накопление токсикантов.
Опасны с точки зрения загрязнения также межгорные котловины и долины, где часто наблюдается застой воздуха. Холмистая местность более опасна, чем открытая ветрам равнина.
Наиболее важные глобальные последствия загрязнения атмосферы – это «парниковый эффект», разрушение озонового слоя и кислотные дожди.

-

(мг/м )

0,460
3. Отходы производств синтетических волокон 5,500
4. Растительные органические остатки 0,170
5.

Всего 33, 273

в реки сбрасывается 160 куб. км промышленных сточных вод, которые

загрязняют до 4 тыс. куб. км естественной чистой воды. В 2000 году годовой объём сбрасываемых загрязнённых сточных вод достиг 2400 куб. км.
а)Нефть и нефтепродукты. Это наиболее мощные загрязнители гидросферы. В целом, в гидросферу ежегодно поступает 30-35 млн. т нефти и нефтепродуктов.
Основные пути загрязнения нефтью и нефтепродуктами следующие:
-естественный выход в районах месторождений;
-нефтедобыча;
-транспортировка и перегрузка;
- переработка и использование в качестве топлива и промышленного сырья.
Наиболее крупные естественные выходы нефти в гидросферу расположены на шельфе южной Калифорнии, в Мексиканском и Персидском заливах, в Карибском и Аравийском морях, у северных берегов Аляски и Канады, у берегов Индонезии, на Каспийском, Северном и Балтийском морях. В некоторых месторождениях происходят “залповые” выбросы нефти. Например, в Санта-Барбаре (Калифорния) однажды нефть в результате выброса покрыла акваторию океана площадью 2072 км. Через 100 дней после начала выброса объём разлившейся нефти оценивался в 100 млн. л.
Значительные утечки происходят и при транспортировке нефти. 65% мировой добычи нефти перевозится морским путём, каждые 10 лет происходит удвоение объёмов перевозимой нефти, с соответствующим увеличением тоннажа танкерного флота.

не подвергаются процессам биологического разложения. Они широко применяются в промышленности

и на транспорте, в коммунально-бытовом хозяйстве. Ежегодно производится более 4 тыс. т детергентов, их производство постоянно увеличивается. В промышленных районах в сточных водах содержится до 15 мг детергентов на каждый литр воды. В таких районах на реках и каналах, на порогах и шлюзах образуется слой пены, затрудняющий судоходство.
в) Тяжёлые металлы (ртуть, свинец ,цинк, медь, хром, олово ,марганец).
Наибольшую опасность представляет ртуть и её соединения, особенно метилртутные. В среднем, в морской воде содержится 0,15 мл/л ртути. Учитывая, что ежегодно производится 9 тыс. т ртути, а также её высокую химическую устойчивость, возможно сильное локальное загрязнение внутренних водоёмов и прибрежных участков морей. В водоёмах ртуть концентрируется в гидробионтах и донных отложениях.
Вред гидробионтам наносит также загрязнение свинцом и его соединениями. Наиболее высока концентрация свинца в северном полушарии, так как именно здесь в промышленности используется 90% мирового производства этого металла.

энергетики, проблема захоронения радиоактивных изотопов, аварии судов с атомными двигателями,

привели к значительному загрязнению гидросферы радиоактивными элементами. Известно, что они весьма стойки и способны сохраняться и накапливаться в водоёмах в течение длительного времени. В ряде районов Мирового океана радиоактивность вод в результате антропогенного воздействия значительно превысила естественный фон. Так, по только в Атлантическом океане захоронено свыше 14 тыс. контейнеров с отходами цезия и плутония, что повысило радиоактивность вод в местах захоронения в 3-70 раз, в Тихом океане - свыше 47 тыс. контейнеров, что привело к росту радиоактивности вод в 2-2,5 раза.
д)Пестициды. Загрязнение воды пестицидами происходит как вследствие прямого их внесения в водоёмы при их использовании для борьбы с вредителями, так и при поступлении в них воды, стекающей с поверхности обработанных ядохимикатами с/х и лесных земель, а также при сбросе отходов предприятий-изготовителей ядохимикатов, при их транспортировке и хранении, частично - при переносе атмосферными потоками. Токсичность пестицидов выше в непроточной воде.
Известны случаи массовой гибели осетровых рыб на Каспийском и Азовском морях под воздействием пестицидов.
е) Азот и фосфор. Эвтрофикация водоёмов. С/х стоки,стоки животноводческих ферм, канализационные стоки вносят в водоёмы большие количества соединений фосфора и азота,что приводит к явлению “эвтрофикации” водоёмов.
При эвтрофикации сначала резко возрастает количество фито- и зоопланктона, а затем и других, более крупных гидробионтов, в том числе рыб. Затем жизнедеятельность и отмирание этих организмов приводят к падению содержания кислорода в воде и накоплению сероводорода. Постепенно такой водоём становится непригодным для жизни, количество живых организмов в нём резко сокращается, пока он не придёт в исходное состояние и цикл не возобновляется.

запаха) свойств воды;
2.Нарушение кислородного режима и уменьшение выделения кислорода в

атмосферу (уменьшение масштабов процессов фотосинтеза);
3.Нарушение естественного хода химических процессов в воде;
4.Аккумуляция в гидробионтах токсических веществ, их отравление, возможное отравление людей при питании ими;
5.Снижение возможностей использования водоёмов в рекреационных;
6.Затруднения при навигации (при загрязнении детергентами);
7.Изменение теплового баланса из-за изменения отражающих свойств поверхности воды, особенно при загрязнении нефтью и нефтепродуктами, как следствие - воздействие на планетарный тепловой баланс;
8.Уменьшение биопродуктивности водоёма или его участка из-за сокращения количества зоопланктона, очень чувствительного к загрязнению вод.

ископаемых, загрязнению отходами производства и потребления, механическому нарушению поверхности и

др.
Основные источники загрязнения почвы – верхнего слоя литосферы, следующие:
1.Жилищно-коммунальное хозяйство (бытовой мусор, пищевые отходы, строительный и другой мусор);
2.Промышленные отходы: цветные и тяжёлые металлы, цианиды, соединения мышьяка, бериллия, бензола и фенола (при производстве пластмасс и искусственных волокон) ; фенолы,метанол, скипидар (при целлюлозно-бумажном производстве) ;
3.Теплоэнергетика: шлаки при сжигании каменного угля, сажа, окислы серы (в почве) ;
4. Сельхозудобрения и ядохимикаты;
5. Транспорт – на почву и растительность интенсивно выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды, которые вовлекаются в круговороты веществ;
6. Разработка полезных ископаемых – нарушаются естественные экосистемы, механически нарушается поверхность земли, возникают возгорания угольных отвалов и отходов, гибнут десятки тысяч гектаров плодородных земель.

деятельности человек разрабатывает и рассеивает сконцентрированной в земной коре запасы

железа, меди, свинца, ртути и других металлов, которые переходят в результате распыления в дисперсное состояние.
Ежегодно добывается более 4 тыс. куб.км. металлосодержащих горных пород и ежегодный прирост составляет 3%.
Другие источники попадания металлов в почву: износ готовых металлоконструкций, коррозия которых приводит к рассеянию в почве 10% металла. По прогнозам специалистов, эти процессы уже в середине ХХ1 века приведут к росту содержания некоторых металлов в почве 10-100 раз и более.
По минимальным оценкам ежегодно на поверхность планеты выбрасывается 122 тыс.тонн цинка, 89 тыс.тонн свинца, 12 тыс.т.никеля, 1.5 тыс.тонн молибдена, 765 тонн кобальта, 30,5 тонн ртути.
В противоположность атмосфере и гидросфере, в литосфере процессов самоочищения практически не происходит, токсиканты постепенно накапливаются в почве, изменяют её химический состав, нарушают взаимоотношения литосферы и биосферы. По трофическим цепочкам они попадают в организмы растений и животных, а также человека, вызывают различные серьёзные, даже генетические заболевания.

500 млн. тонн различных удобрений. Соли калия, фосфаты, нитраты, нитриты

и другие соединения, применяемые в качестве удобрений почвы, не только снижают вкусовые качества сельхозпродуктов, но и делают их вредными для человеческого организма.
Пестициды (ядохимикаты), применяемые в сельском хозяйстве. Это средства защиты полезных растений от сорняков, болезней и различных вредителей, хотя и защищают дополнительную сохранность примерно одной третьей части всего урожая, но они высокотоксичны и негативно воздействуют на всю экосистему в целом.
Ежегодно на сельхозугодья планеты вносится более 3 млн. тонн различных пестицидов. Арсенал ядохимикатов включает более 100 тысяч препаратов на основе 900 различных химических соединений, используемых в борьбе с такими вредителями, как клещи и другие насекомые, некоторые водоросли и деревья, сорные травы, бактерии , грибки, вызывающие грибковые заболевания и т. п .
Основой ядохимикатов чаще всего служат хлорорганические и фосфорорганические соединения, а также неорганические соединения ртути, свинца, мышьяка и цементная пыль.
Воздействуя на экосистему, пестициды накапливаются в почве и водоёмах, попадают в пищевые цепи и концентрируются в высших звеньях трофической цепи, включая человека.
В последнее время пестициды всё чаще заменяются биологическими методами борьбы с вредителями в сельском хозяйстве, которые в 10-20 раз дешевле химических. При использовании биологических методов в экосистему вводятся соответствующие хищники и паразиты, угнетающие популяцию вида-вредителя.
Иногда биологические и химические методы борьбы с вредителями используются совместно, комбинированно.

химических элементов в почве зависит от химических и физических свойств

почв (механического состава, кислотно-щелочных и окислительно-восстановительных условий и др.) часть элементов переходит в труднорастворимые, недоступные для растений формы, другие накапливаются и используются организмами, третьи – легкорастворимы и вымываются почвенными водами.
Особо опасные загрязняющие вещества.
Диоксины.
Основная опасность диоксинов заключается в из способности эффективно накапливаться в живых организмах и вызывать отдалённые последствия хронического отравления малыми дозами. Впервые массовые поражения диоксинами произошли во Вьетнаме, а также в Севезе (Италия), штате Миссупи (США), в Японии («болезнь юшо») .
Диоксины образуются в виде примеси к продукции многих производств, связанных с использованием хлора, брома и их соединений (например, целлюлозно-бумажное производство).
В России, кроме того, опасность загрязнения диоксинами наиболее высока в зонах интенсивного рисосеяния (Кубань, нижняя Волга, Дальний Восток, Приазовье), где ещё в 1988-1992 годах при обследовании этих районов были установлены локальные загрязнения диоксинами продукции, сточных бод, выбросов в атмосферу, почв и воздуха на территории предприятий вблизи производств. В Уфе, например, выборочные обследования продукции химических производств на основе хлорфенола показали, что диоксинов в ней содержится 0,01-0,14 мг/кг, то есть в 10-30 раз выше норм, принятых, в частности, в США и Германии.
Полихлорбифенилы (ПХБ).
Это весьма стойкие хлорорганические вещества, применяемые в электротехнической и других отраслях промышленности, аккумулируются в экосистемах по трофическим цепям, в первую очередь, в жировой ткани животных.
Необходимо отметить, что почти во всех странах приняты законы, запрещающие или предельно ограничивающие применение ПХБ. В России, например, закрыт ряд производств, выработаны ПДК (0,001 мг/м м.куб. в воздухе и 0,06 мг/кг в почве. В настоящее время повышенное содержание ПХБ отмечается вблизи конденсаторных и металлургических производств.

среды сейчас являются:
1.Топливно-энергетический комплекс.
2.Металлургический комплекс.
3.Химический и нефтехимический комплекс.
4.Транспортно-дорожный комплекс.
5.Коммунальное хозяйство.
6.Отходы

производства и потребления.
7.Техногенные аварии и катастрофы.

бытовых отходов.

Одним из массовых загрязнений почвы являются твердые бытовые отходы

(ТБО). На каждого городского жителя в течение года образуется около 500 кг твердых бытовых отходов, из них 52 кг – полимерные.
Проблема обезвреживания, утилизации или ликвидации ТБО является актуальной до настоящего времени. Многочисленные городские свалки, занимающие десятки и сотни гектаров земли, являются источниками едкого дыма во время сжигания бытового мусора и загрязнения подземных вод из-за просачивания вредных веществ в грунтовые воды. Поэтому в последние годы уделяется большое внимание разработке способов утилизации или уничтожения твердых бытовых отходов.
Ориентировочный состав ТБО городов Российской Федерации включают следующие компоненты (% мас.): пищевые отходы – 33-43; бумага и картон – 20-30; стекло -5-7; текстиль 3-5; пластмасса – 2-5; кожа и резина – 2-4; черный металл – 2-3,5; дерево – 1,5-3; камни – 1-3; кости – 0,5-2; цветные металлы – 0,5-0,8; прочие – 1-2.
В настоящее время известны следующие способы обезвреживания, утилизации и ликвидации ТБО:
- складирование на полигоне;
- аэробное биотермическое компостирование;
- сжигание на специальных мусоросжигательных заводах.
Выбор способа определяется с учетом экологических, экономических, ландшафтных, земельных и других факторов.

рубежом, так и в Российской Федерации является складирование на полигонах.

Для создания полигона выделяют земельный участок площадью 20-40 гектаров с глинистой или тяжелой суглинистой почвой. Выбор такой почвы обусловлен следующим. Дождевые и талые воды проходят через слой твердых бытовых отходов толщиной в несколько десятков метров, извлекают из него растворимые вредные компоненты и образуют сточные воды полигона. Глинистые и суглинистые почвы препятствуют проникновению таких сточных вод в пласты подземных вод.
Срок эксплуатации полигона составляет 15-20 лет. Полигон должен располагаться не ближе 500 м от жилой постройки и не дальше 500 м от дороги с твердым покрытием.
.

на заводах, работающих по технологии аэробного биотермического компостирования. При этом

ТБО обезвреживаются и превращаются в компост, который представляет собой органическое удобрение, содержащее азот, фосфор, калий и микроэлементы. В результате превращения в компост составные элементы ТБО вовлекаются в естественный круговорот веществ в биосфере.
В России по биотермическому компостированию ТБО действуют в Нижнем Новгороде и Санкт – Петербурге. Производительность такого завода достигает 1 млн. куб.м. ТБО в год.

с неправильным отношением человека к своему здоровью являются
- в 77%

случаев причиной заболеваний, - -в 50% - причиной смерти,
- в 57% случаев - причиной неправильного физического развития.
Из ядов, регулярно попадающих в организм человека,
-70% поступают с пищей,
-20% - из воздуха и
-10% - с водой.

по 14 элементам, наиболее опасными и токсичными из которых являются

кадмий,ртуть и свинец. Кадмия больше всего в растительной пище и грибах, ртути и нитрозаминов -в рыбных продуктах, свинца - как в продуктах растительного, так и животного происхождения. Пестицидов много в растительной пище, нитриты используются как консерванты при изготовлении колбас, ветчины, многих консервов. Многие из них обладают канцерогенным действием. Арахис, экспортируемый из других стран, на 24% заражён афлотоксином.
Радионуклиды мигрируют по пищевым цепям и попадают в организм человека через продукты питания в радиозагрязнённых зонах. Полураспад стронция-90 и цезия-137 (продуктов расщепления урана) происходит примерно за 30 лет. Среди пищевых продуктов, не соответствующих гигиеническим показателям безопасности, наибольшую долю составляют:
-продукция виноделия (21%);
-мёд и продукты пчеловодства (19%);
-напитки (15%);
-хлебобулочные и мукомольные изделия (13%).

промышленных центрах, особенно с развитой металлургической, перерабатывающей и угольной промышленностью,

где основные загрязняющие вещества - это пыль, сернистый ангидрид, оксид углерода, сажа, диоксид азота, сероводород, фтор, фенол, металлы и др.
В таких центрах средние уровни заболеваемости населения выше норм на 40% для органов дыхания, на 130% для болезней сердечно-сосудистой системы, на 176% для болезней кожи, на 35% - для злокачественных новообразований.
При этом наименее чувствительна группа населения в возрасте 20-39 лет, а наиболее чувствительны дети от 3 до 6 лет (выше в 3,3 раза) и более 60 лет (в 1,6 раза).

во внешнюю среду, рано или поздно поступают в водоисточники. В

России качество питьевой воды, подаваемой населению, не отвечает гигиеническим требованиям по санитарно-химическим показателям в 20-25% случаев и по микробиологическим показателям - в 10-15% случаев. В целом же, около 50% населения РФ используют для питья воду, не соответствующую гигиеническим требованиям по различным показателям качества. В большинстве водоёмов современной России качество воды не отвечает нормативным требованиям. Продолжается процесс увеличения числа объектов с высоким (более 10 ПДК) и экстремальным уровнем превышения нормы (более 100 ПДК). Наиболее загрязнены водоёмов низовьев Волги, южного Урала, Кузбасса, некоторых территорий Севера. В крупных городах России ежегодно в период весеннего паводка наступает ухудшение качества питьевой воды. В связи с этим производится гиперхлорирование питьевой воды, что, однако, небезопасно для здоровья в связи с образованием хлорорганических соединений. В 22% случаев в централизованных источниках водоснабжения вода не отвечает санитарно-химическим требованиям. При использовании децентрализованных источников санитарно-химическим нормам не соответствуют 28% источников, бактериологическим - 29%, В целом,50% населения России продолжает использовать негодную для питья воду. Особенно тяжёлое положение в отношении воды в России в Архангельской, Курской, Томской, Ярославской, Калужской и Калининградской областях, Приморском крае, Калмыкии и Дагестане.
В ряде регионов, в том числе и в нашей области, до 64% источников питьевого водоснабжения не имеют зон санитарной охраны.

Ущерб от загрязнения окружающей среды подразделяют на экономический, социальный и

моральный.
Под экономическим ущербом понимаются выраженные в стоимостной форме фактические и возможные убытки, причиняемые народному хозяйству загрязнением окружающей среды, или дополнительные затраты на компенсации или предотвращение этих убытков.
Вред возобновляемым ресурсам может частично восполняться силами самой природы. Например, загрязнённый воздух рассеивается и перемешивается со свежим в результате движения воздушных масс. Загрязнению водоёмов противодействует разнообразная водная биота: водоросли, микробы, беспозвоночные. Своей деятельностью они частично разлагают некоторые загрязняющие вещества, используя их в пищу.
При переходе определённых границ загрязнения природный объект уже не в состоянии восстанавливаться своими силами, а при дальнейшем загрязнении жизненные процессы в нём прекращаются, обьект становится мёртвым.

наносится хозяйству через разрушение стройматериалов, коррозию металла, разрушение резины, тканей,

красок, через гибель полезных животных и растений, снижение урожайности и т.п.
Под экономическим ущербом, наносимым окружающей природной среде, принимаются выраженные в стоимостной форме фактические и возможные убытки, причиняемые народному хозяйству загрязнением окружающей среды, или дополнительные затраты на компенсацию этих убытков.
Например,экономический ущерб от загрязнения атмосферы равен:
У=Уз+Ус+Ук+Уп
где:
Уз- ущерб от повышенной заболеваемости населения (дополнительные затраты на оплату бюллетеней и медицинские услуги, дополнительные затраты в связи с потерями продукции из-за повышенной заболеваемости);
Ус- ущерб сельскому и лесному хозяйству ( снижение урожайности культур и продуктивности животных, снижение прироста и усыхание древесины, дополнительные затраты на восстановление леса);
Ук- ущерб жилищному, коммунальному и бытовому хозяйствам (дополнительные затраты на содержание жилищного и коммунального хозяйства, дополнительные затраты населения на потребление бытовых услуг, товаров длительного пользования);
Уп= ущерб промышленным объектам (потери сырья и топлива, дополнительные затраты на ремонт и восстановление основных фондов, потери, связанные с повышенной текучестью кадров).

странах сохранение качества окружающей среды требует затрат в размере 1-2,5%

от национального дохода.
Часть этих затрат идёт на уменьшение выбросов в окружающую среду (строительство и эксплуатация очистных сооружений, создание защитных зон от источников загрязнений, разработка замкнутых технологических циклов, создание систем контроля и управления уровнем загрязнения среды).
Другая часть идёт на компенсации, связанные с нарушением труда и отдыха людей, заболеваемостью, потерями рабочего времени, ухудшением состояния экосистем.
Третья часть идёт на компенсацию потерь сырья, энергии и продукции вследствие выбросов промышленных отходов.
Социальный ущерб состоит из таких аспектов, как миграция населения, заболеваемость и смертность, социальные возмущения.
Моральный ущерб заключается в воздействии загрязнённой среды на моральное состояние человека (например,”радиофобия” в чернобыльской зоне).