Основные виды техногенных загрязнений. Техногенные загрязнения окружающей среды и методы борьбы с ними

Введение…………………………………………………………………………3

Загрязнение водного бассейна и контроль за состоянием гидросферы……5

1. Загрязнение окружающей среды………………………………………...5

2. Последствия загрязнения………………………………………………...9

3. Этапы очистки…………………………………………………………...11

Заключение……………………………………………………………………..16

Список литературы…………………………………………………………….17

Введение

Гидросфера - водная оболочка Земли, представля­ющая совокупность всех типов водоемов, включая под­земные воды. Вода - единственная природная жид­кость, имеющаяся на поверхности Земли в большом ко­личестве 1386 млн. км 3 , причем она находится не только в гидросфере, но частично и в атмосфере (0,001%) и лито­сфере (1,72%).

Жизнь на Земле в основном обязана пресной воде (2,5% от общего количества воды). Роль воды во всех жиз­ненных процессах является определяющей. Растения со­держат 90 массовых % воды. Человеческое тело на 2/3 состоит из воды, благодаря которой идет «транспорт» всех веществ в организме человека. Для жизни человека опасна потеря 15% запаса воды, имеющегося в организм Кровь на 80% состоит из воды. Основная причина естественной смерти человека - обезвоживание организма.

Все потери воды в организме человека возмещаются с питьем и пищей, за год человек потребляет около 1 т воды; подавляющая часть запасов пресной воды труднодоступна, 80% ее заключено в ледниковых покровах или на­ходится на различной глубине земной коры (до 200 м). Наиболее ценная часть водных ресурсов (водообновленных) заключена в реках, являющихся источниками водо­снабжения населения и промышленности, источниками энергии, базой рыболовства. Сол­нечная энергия приводит воду в постоянный круговорот, благодаря чему вода в реках обменивается за 10-12 су­ток.

Однако антропогенный фактор вносит свои «поправ­ки» как в режимы обновления воды, так и в постоянное изменение качества воды. Эти «поправки» сводятся к транспортированию отходов, когда большая часть ис­пользованной речной воды возвращается в виде сточных вод.

Загрязнение атмосферы, принявшее крупномасштабный характер, нанесло ущерб рекам, озерам, водохранилищам, почвам. Загрязняющие вещества и продукты их превращений рано или поздно из атмосферы попадают на поверхность Земли. Эта и без того большая беда значительно усугубляется тем, что и в водоемы, и на землю непосредственно идет поток отходов. Огромные площади сельскохозяйственных угодий подвергаются действию различных пестицидов и удобрений, растут территории свалок. Промышленные предприятия сбрасывают сточные воды прямо в реки. Стоки с полей также поступают в реки и озера. Загрязняются и подземные воды -важнейший резервуар пресных вод. Загрязнение пресных вод и земель бумерангом вновь возвращается к человеку в продуктах питания и питьевой воде.

Загрязнение водного бассейна и контроль за состоянием гидросферы

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОД - экологическое преступление, предусмотренное ст. 250 УК РФ. Объективную сторону составляют загрязнение, засорение, истощение поверхностных или подземных вод, источников питьевого водоснабжения либо иное изменение их природных свойств, если это повлекло существенный вред животному или растительному миру, рыбным запасам, лесному или сельскому хозяйству. В зависимости от тяжести последствий и других обстоятельств может рассматриваться как административное правонарушение.

Несколько предприятий "Норильского никеля" нарушают водное законодательство, выбрасывая в воду вредные вещества. К такому выводу пришли специалисты Росприроднадзора по итогам проверки Заполярного филиала компании. В частности, было обнаружено, что в воду выливаются отходы производства с повышенным содержанием железа, никеля, нефтепродуктов, свинца, меди, хлоридов, нитратов, кальция, магния, фосфатов и цинка.

Привнесение новых, не характерных для нее физических, химических и биологических агентов или превышение их естественного уровня.

Любое химическое загрязнение это появление химического вещества в непредназначенном для него месте. Загрязнения, возникающие в процессе деятельности человека, являются главным фактором его вредного воздействия на природную среду. Химические загрязнители могут вызывать острые отравления, хронические болезни, а также оказывать канцерогенное и мутагенное действие. Например, тяжелые металлы способны накапливаться в растительных и животных тканях, оказывая токсическое действие. Источниками загрязнения окружающей среды являются и побочные продукты целлюлозно-бумажной промышленности, отходы металлургической промышленности, выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания. Эти вещества очень токсичны для человека и животных даже при низких концентрациях и вызывают поражение печени, почек, иммунной системы.

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

Перестает быть водой и морская вода: множество побережий омывается жидкостью с совсем иным химическим составом, нежели тот, который имела морская вода несколько десятилетий назад. Симптомы деградации флоры и фауны Мирового океана замечены исследователями на большой глубине даже вдали от побережий. А ведь Мировой океан - колыбель жизни и “фабрика погоды” на всей Земле. Если и дальше продолжать загрязнять его, то это скоро приведет невозможности существования жизни на нашей планете.
Вода - необходимое условие жизни на Земле. Загрязнение водоёмов различными отходами затрудняет процессы самоочищения, что наряду с нехваткой пресной воды создают угрозу здоровью людей.
Загрязнение воды может оказывать вредное воздействие на здоровье людей двумя путями:

Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических свойств (нарушение прозрачности, окраски, запахов, вкуса), увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода воздуха, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей. Россия обладает одним из самых высоких водных потенциалов в мире - на каждого жителя России приходится свыше 30000 м3/год воды. Однако в настоящее время из-за загрязнения или засорения около 70% рек и озер России утратили свои качества как источника питьевого водоснабжения, в результате около половины населения потребляет загрязненную недоброкачественную воду.

Природные водоёмы не являются естественной средой обитания болезнетворных микроорганизмов. В отличие от них бытовые сточные воды всегда содержат различные микроорганизмы, часть которых может быть болезнетворными. О потенциальной опасности распространения с водой кишечных инфекций судят по присутствию в ней так называемых индикаторных микроорганизмов, прежде всего кишечной палочки коли. По гигиеническим нормативам в питьевой воде допускается присутствие в 1 л не более 3 кишечных палочек Доказано, что после обеззараживании воды хлором, ультрафиолетовыми лучами, озоном или гамма-излучением при содержании в ней кишечной палочки порядка трёх в литре вода уже не содержит жизнеспособных микробных возбудителей брюшного тифа, дизентерии и других. Однако устойчивость болезнетворных вирусов выше, чем кишечной палочки. Полную уверенность в обеззараживании питьевой воды в настоящее время может дать только её кипячение.

В водах, содержащих фекальные массы, растительные или животные остатки, поступающие с предприятий пищевой промышленности, бумажные волокна и остатки целлюлозы от предприятий целлюлозно-бумажной промышленности, процессы разложения протекают практически одинаково. Поскольку аэробные бактерии используют кислород, первым результатом распада органических остатков является уменьшение содержания кислорода, растворенного в принимающих стоки водах. Оно изменяется в зависимости от температуры, а также в некоторой степени – от солености и давления. Пресная вода при 20° C и интенсивной аэрации в одном литре содержит 9,2 мг растворенного кислорода. С повышением температуры воды этот показатель уменьшается, а при ее охлаждении – увеличивается.

В мелких водотоках с быстрым течением, где вода интенсивно перемешивается, поступающий из атмосферы кислород компенсирует истощение его запасов, растворенных в воде. Одновременно углекислый газ, образующийся при разложении содержащихся в сточных водах веществ, улетучивается в атмосферу. Таким образом сокращается срок неблагоприятного воздействия процессов разложения органики. И наоборот, в водоемах со слабым течением, где воды перемешиваются медленно и изолированы от атмосферы, неизбежное уменьшение содержания кислорода и рост концентрации углекислого газа влекут за собой серьезные изменения. Когда содержание кислорода уменьшается до определенного уровня, происходит замор рыбы и начинают погибать другие живые организмы, что, в свою очередь, приводит к увеличению объема разлагающейся органики.
Большая часть рыб гибнет из-за отравления промышленными и сельскохозяйственными стоками, но многие – и от недостатка в воде кислорода. Рыбы, как и все живые существа, поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Если кислорода в воде мало, но высока концентрация углекислого газа, интенсивность их дыхания снижается (известно, что вода при высоком содержании угольной кислоты, т.е. растворенного в ней углекислого газа, становится кислой).

2. Последствия загрязнения гидросферы .

Загрязнение водных экосистем представляет огромную опасность для всех живых организмов и, в частности, для человека. Установлено, что под влиянием загрязняющих веществ в пресноводных экосистемах отмечается падение их устойчивости вследствие нарушения пищевой пирамиды и ломки сигнальных связей в биоценозе, микробиологического загрязнения, эвтрофирования и других крайне неблагоприятных процессов. Они снижают темпы роста гидробионтов, их плодовитость, а в ряде случаев приводят к их гибели. Наиболее изучен процесс эвтрофирования водоемов.

Эвтрофизация – обогащение водоема биогенами, стимулирующее рост фитопланктона. От этого вода мутнеет, гибнут растения, сокращается концентрация растворенного кислорода, задыхаются обитающие на глубине рыбы и моллюски. Этот естественный процесс, характерный для всего геологического прошлого планеты, обычно протекает очень медленно и постепенно, однако в последние десятилетия, в связи с возросшим антропогенным воздействием, скорость его развития резко увеличилась.
Ускоренная, или так называемая антропогенная эвтрофизация связана с поступлением в водоемы значительного количества биогенных веществ - азота, фосфора и других элементов в виде удобрений, моющих веществ, отходов животноводства, атмосферных аэрозолей и т. д. Разрушение Балтийского моря происходит в результате процесса эвтрофизации (обогащения водоема биогенами, стимулирующими рост фитопланктона). Эта форма загрязнения характерна для водных пространств, в которых вода обновляется медленно. Таким является и практически закрытое Балтийское море. Эвтрофизация возникает тогда, когда море получает слишком много питательных веществ. Эти вещества, в данном случае фосфор и азот, присутствующие в природе, также имеются в удобрениях и продуктах бытовой химии. Водоросли усваивают их и начинают стремительно размножаться. Одно из последствий этого "взрывного" размножения, все чаще наблюдаемого в летние месяцы, - исчезновение кислорода из глубинных вод. Балтийское море имеет печальную репутацию самого загрязненного моря на планете. Судоходство здесь самое интенсивное в мире, и некоторые породы рыбы, которые здесь вылавливают, в частности сельдь и семга, запрещены к экспорту в страны Европейского союза. Процессы антропогенной эвтрофизации так же охватывают многие крупные озера мира - Великие Американские озера, Балатон, Ладожское, Женевское и др., а также водохранилища и речные экосистемы, в первую очередь малые реки.

Помимо избытка биогенных веществ на пресноводные экосистемы губительное воздействие оказывают и другие загрязняющие вещества: тяжелые металлы (свинец, кадмий, никель и др.), фенолы, СПАВ и др. Так, например, водные организмы Байкала, приспособившиеся в процессе длительной эволюции к естественному набору химических соединений притоков озера, оказались неспособными к переработке чуждых природным водам химических соединений (нефтепродуктов, тяжелых металлов, солей).

Скорости поступления загрязняющих веществ в Мировой океан в последнее время резко возросли. Ежегодно в океан сбрасывается до 300 млрд. м3 сточных вод, 90% которых не подвергается предварительной очистке.

Все более острый характер приобретают проблемы эвтрофирования и микробиологического загрязнения прибрежных зон океана. В связи с этим важное значение имеет определение допустимого антропогенного давления на морские экосистемы, изучение их ассимиляционной емкости как интегральной характеристики способности биогеоценоза к динамическому накоплению и удалению загрязняющих веществ.

Серьезнейшая экологическая проблема - восстановление водности и чистоты малых рек (т. е. рек длиной не более 100 км), наиболее уязвимого звена в речных экосистемах. Именно они оказались наиболее восприимчивыми к антропогенному воздействию. Непродуманное хозяйственное использование водных ресурсов и прилегающих земельных угодий вызвало их истощение (а нередко и исчезновение), обмеление и загрязнение. В настоящее время состояние малых рек и озер, особенно в европейской части России, в результате резко возросшей антропогенной нагрузки на них, катастрофическое. Сток малых рек снизился более чем наполовину, качество воды неудовлетворительное. Многие из них полностью прекратили свое существование.

3. Этапы очистки.

Санитарная канализационной системы объединяет все сточные трубы от расположенных в зданиях раковин, ванн и т.д., как ствол дерева объединяет все его ветви. Из основания этого «ствола» вытекает смесь всего, что попало в систему, - исходные сточные воды . Так как мы используем огромный объем воды для удаления мизерных количеств отходов или просто льем ее без особой нужды, в первичных стоках на каждую часть отходов приходится примерно 1000 частей воды, т.е. в них 99,9% воды и 0,1% отходов. С добавлением ливневых вод разбавление еще более увеличивается. Но отходы или загрязнители первичных стоков имеют огромное значение. Их подразделяют на три категории.

Мусор и песок. Мусор – это тряпки, пластиковые пакеты и прочие предметы, попадающие в систему из туалетов или через ливнестоки, если те еще не отделены. К песку условно относят и гравий; их приносят в основном ливнестоки.

Органическое вещество, или коллоиды. Это как живые организмы, так и неживая органика экскрементов, пищевых отходов и волокон тканей и бумаги. Термин коллоиды означает, что этот материал не оседает, а обычно остается взвешенным в воде.

Растворенные вещества. Это в основном биогены, такие как соединения азота, фосфора и калия из продуктов жизнедеятельности, обогащенные фосфатами из детергентов.

Чтобы очистка была полной, водоочистные сооружения должны устранить все названные категории загрязнителей. Мусор и песок удаляются на этапе предочистки .

Сочетание первичной и вторичной очистки позволяет избавиться от коллоидного материала. Растворенные биогены устраняются при помощи доочистки .

Необходимо также иметь в виду, что обработка стоков в каждом конкретном случае не обязательно должна включать в себя все четыре этапа. Чаще всего они дополняют друг друга в зависимости от обстоятельств. Следовательно, в некоторых местах в водоемы все еще сбрасывают просто исходные стоки, в других - осуществляют только первичную их очистку, кое-где проводят вторичную, и лишь немного городов осуществляет доочистку водостоков.

Предочистка. От мусора избавляются, пропуская исходные стоки через стержневую решетку , т.е. ряда стержней, расположенных на расстоянии около 2,5 см. друг от друга. Затем мусор механически собирают с решетки и отправляют в специальную печь для сжигания. Очищенная от мусора вода попадает в емкость, напоминающую плавательный бассейн, где движение воды замедляется настолько, что песок оседает; затем он механически извлекается оттуда и вывозится на свалку.

Первичная очистка. После предочистки вода проходит первичную очистку – медленно пропускается через крупные баки, называемые первичными отстойниками . Здесь она в течение нескольких часов остается почти неподвижной. Это позволяет самым тяжелым частицам органического вещества, составляющим 30-50% его общего количества, осесть на дно, откуда их собирают. В то же самое время жирные и маслянистые вещества всплывают к поверхности, и их снимают как сливки. Весь этот материал называется ил-сырец . Вода, покидающая первичные отстойники, все еще содержит 50-70% не осевших органических коллоидов и почти все растворенные биогены. Вторичная очистка предусматривает устранение оставшегося органического вещества, но не растворенных питательных элементов.

Вторичная очистка. Эту очистку называют также биологической , так как в ней участвуют живые естественные редуценты и детритофаги, потребляющие органическое вещество и в процессе дыхания превращающие его в воду и углекислый газ. Обычно применяются два типа систем: капельные биофильтры и активный ил. В системах с капельным биофильтром вода разбрызгивается и стекает струйками по слою камней величиной с кулак, толщина которого 2-3 м. Организмы, случайно смытые с биофильтров, позднее устраняются из воды, когда она попадает во вторичные отстойники-емкости, аналогичные первичным отстойникам. С отстоявшимся в них материалом поступают, как и с илом-сырцом. Пройдя первичную очистку и капельные биофильтры, сточные воды теряют 85-90% органического вещества. Все более широкое распространение получает еще один метод вторичной очистки – система активного ила. В этом случае вода после первичной очистки поступает в резервуар, где могли бы разместиться несколько припаркованных друг за другом трейлеров. Смесь детритофагов, называемая активным илом, добавляется в воду, когда та поступает в резервуар. По мере движения создается богатая кислородом среда, идеальная для развития этих организмов. В ходе их питания количество органического вещества, включая патогенные микроорганизмы, уменьшается. Покидая аэрационный резервуар, вода содержит множество детритофагов, поэтому ее направляют во вторичные отстойники. Так как организмы обычно собираются в кусочках детрита, осадить их относительно несложно; осадок представляет собой тот же самый активный ил , который снова закачивают в аэрационный резервуар. Вода очищается от органического вещества на 90-95%. До двух последних десятилетий не ощущалось острой необходимости осуществлять дополнительную очистку воды уже после вторичной. Воду после нее просто дезинфицировали хлоркой и сбрасывали в естественные водоемы. Такая ситуация преобладает и сейчас. Однако по мере обострения проблемы эвтрофизации все больше городов вводят еще один этап - доочистку , устраняющую биогены.

Доочистка. После вторичной очистки вода поступает на доочистку, устраняющую один или более биогенов. Для этого существует множество способов. На 100% воду можно очистить дистилляцией или микрофильтрованием. Очистка такого количества воды названными методами слишком расточительна, поэтому в настоящее время разрабатываются и внедряются более доступные способы. Например, фосфаты можно устранить, добавив в воду известь (ионы кальция). Кальций вступает в химическую реакцию с фосфатом, образуя при этом нерастворимый фосфат кальция, который можно удалить фильтрованием. Если избыток фосфата – основная причина эвтрофизации, этого уже достаточно. При соответствующей доочистке можно добиться того, что в конечном итоге получится вода, пригодная для питья.

Дезинфекция. Какой бы тщательной очистке не подвергались сточные воды, обычно их все равно дезинфицируют хлорированием перед сбросом в естественные водоемы, чтобы уничтожить патогенные организмы, которые могли выжить. Использование для этого газообразного хлора (Cl2) влечет за собой определенные экологические проблемы, требующие обсуждения. Существуют более безопасные дезинфицирующие средства, например озон (O3). Он чрезвычайно губителен для микроорганизмов и, воздействуя на них, распадается на газообразный кислород, что улучшает качество воды. Однако озон не только токсичен, но и взрывоопасен. Предлагается также воздействовать на воду ультрафиолетовым или другим излучением, убивающим микроорганизмы, но не оказывающим никакого побочного явления.

Заключение.

Круговорот воды, этот долгий путь ее движения, состоит из нескольких стадий: испарения, образования облаков, выпадения дождя, стока в ручьи и реки и снова испарения. На всем своем пути вода сама способна очищаться от попадающих в нее загрязнений.

Теоретически водные ресурсы неисчерпаемы, так как при рациональном использовании они непрерывно возобновляются в процессе круговорота воды в природе. Еще в недалеком прошлом считалось, что воды на Земле так много, что, за исключением отдельных засушливых районов, людям не надо беспокоиться о том, что ее может не хватить. Однако потребление воды растет такими темпами, что человечество все чаще сталкивается с проблемой, как обеспечить будущие потребности в ней. Во многих странах и регионах мира уже сегодня ощущается недостаток водных ресурсов, усиливающийся с каждым годом.

Проблема загрязнения вод суши (рек, озер, водохранилищ, подземных вод) тесно связана с проблемой обеспеченности пресной водой, поэтому наблюдениям и контролю за уровнем загрязнения водных объектов уделяется особое внимание. Экономическое регулирование рационального использования и охраны вод включает: планирование и финансирование мероприятий по рациональному использованию и охране вод; установление лимитов водопользования; установление нормативов платы за водопользование и водопотребление; установление нормативов платы за сбросы загрязняющих веществ в водные объекты; предоставление налоговых, кредитных и других льгот при использовании малоотходных и безотходных технологий, проведении других мероприятий, когда они дают значительный эффект в области рационального использования и охраны вод; покрытие ущерба, нанесенного водным объектам и здоровью людей по причине нарушения требований водного законодательства.

Литература

1. Ю.В.Новиков, Экология, окружающая среда и человек. 2000г. с.320

2. А.Н.Павлов, В.М.Кириллов, Безопасность жизнедеятельности и перспективы экологического развития, 2002 г. с.352

3. Экология. В.И.Коробкин, Л.В.передельский, 2003г. с.576

4. Инженерная экология и экологический менеджмент /под ред. Н.И.Иванова и И.М.Фадина, Москва 2001. с.528

Этот подраздел посвящен техногенному загрязнению экосферы и среды обитания человека. Техногенное загрязнение среды является наиболее очевидной и быстродействующей негативной причинной связью в системе экосферы: «экономика, техника - среда».

Оно обусловливает значительную часть природоемкости техносферы и приводит к деградации экологических систем, глобальным климатическим и геохимическим изменениям, к поражениям людей. На предотвращение загрязнения природы и окружающей человека среды направлены основные усилия прикладной экологии.

Под загрязнением в широком смысле слова понимается привнесение в экологическую среду новых (обычно не характерных для нее) физических, химических, биологических агентов. Этим термином характеризуются все тела, вещества, процессы, которые появляются «не в том месте, не в то время и не в том количестве, какое естественно для природы». Хорошим примером этой формулы служит озон. В верхних слоях атмосферы он нужен как экран, защищающий нас от ультрафиолетового излучения, а в приземном воздухе он считается загрязнителем, токсичным для многих организмов.

Классификация техногенных воздействий, обусловленных загрязнением среды, включает следующие основные категории.

Материально-энергетические характеристики воздействий: механические, физические (тепловые, электромагнитные, радиационные, акустические), химические, биологические факторы и агенты и их различные сочетания. В большинстве случаев в качестве таких агентов выступают эмиссии (т.е. испускания - выбросы, стоки, излучения и т.п.) различных технических источников.

Количественные характеристики воздействия: сила и степень опасности (интенсивность факторов и эффектов, массы, концентрации, характеристики типа «доза - эффект», токсичность, допустимость по экологическим и санитарно-гигиеническим нормам, степень опасности и риска); пространственные масштабы, распространенность (локальные, региональные, глобальные).

Временные параметры и различия воздействий по характеру эффектов: кратковременные и длительные, стойкие и нестойкие, прямые и опосредованные, обладающие выраженными или скрытыми следовыми эффектами, обратимые и необратимые, актуальные и потенциальные; пороговость эффектов.

Категории объектов воздействия: различные живые реципиенты (т.е. способные воспринимать и реагировать) - люди, животные, растения; компоненты окружающей среды (среда поселений и помещений, природные ландшафты, поверхность земли, почва, водные объекты, атмосфера, около-земное пространство); изделия и сооружения .

В пределах каждой из этих категорий возможно определенное ранжирование экологической значимости факторов, характеристик и объектов. В целом по природе и масштабам актуальных воздействий наиболее существенны химические загрязнения, а самая большая потенциальная угроза связана с радиацией.

Что касается объектов воздействия, то на первом месте, конечно же, стоит человек. В последнее время особую опасность представляют не только рост загрязнений, но и их суммарное влияние, часто превышающее по конечному эффекту простое суммирование последствий.

С экологической точки зрения все продукты техносферы, не вовлекаемые в биотический круговорот, являются загрязнителями. Даже те, которые химическн инертны, поскольку они занимают место и становятся балластом экотопов. Продукты производства также со временем становятся загрязнителями, представляя собой «отложенные отходы» .

В более узком значении материальными загрязнителями - поллютантами (от лат. роllutiо - марание) - считают отходы и продукты, которые могут оказывать более или менее специфическое негативное влияние на качество среды или непосредственно воздействовать на реципиентов. В зависимости от того, какая из сред - воздух, вода или земля - загрязняется теми или иными веществами, различают соответственно аэрополлютанты, гидрополлютанты и терраполлютанты .

Одним из следствий бурного развития промышленности и сельского хозяйства в результате научно-технической революции второй половины XX в. стало обострение проблемы отходов.

Социологи вывели прямую зависимость между ростом благосостояния и количеством бытовых отходов (мусора). Отходы - это то, что не может использоваться в данном производстве. Таким образом, объемы отходов определяются исходя из данного уровня развития технологии. Если первоначально решение проблемы виделось преимущественно в их уничтожении - закапывании, сбрасывании в моря, сжигании, то с усилением загрязнения окружающей среды на передний план вышли иные, экологически более приемлемые меры устранения отходов: их сортировка и повторное использование - рециклинг ресурсов .

В 1970-е годы в условиях роста цен на сырье важность защиты окружающей среды от загрязнения была дополнена необходимостью принятия неотложных мер, направленных на энерго- и ресурсосбережение. Именно с этого времени проблема рециклирования ресурсов (с перспективой создания систем замкнутого производственного цикла) стала актуальна во всем мире.

В начале 70-х годов академик Б.Н. Ласкорин впервые высказал мысль о том, что отходы не являются фатальной неизбежностью. Более того, количество отходов - точный индикатор совершенства или несовершенства любой технологии. Многие из сегодняшних отходов - это невостребованные обществом доходы, которые нам еще предстоит открывать как древние клады.

По предложению СССР ООН в 1979 г. приняла Декларацию по безотходной технологии. Однако проблема отходов имеет не только экологический, но и экономический аспект: создание безотходных процессов и циклов, рециклирование ресурсов позволяют экономить топливно-сырьевые материалы, повышают эффективность экономики. Академик П.Л. Капица писал, что мир идет к тому, чтобы в производственном кругообороте основой стало вторичное сырье .

Что касается нашей страны, в Казахстане накоплено более 22 млрд. тонн отходов, из них более 16 млрд. тонн техногенных минеральных образований и около 6 млрд. тонн промышленных отходов, из них токсичных - около 250 млн. тонн. В Казахстане основная масса твердых бытовых отходов без разделения на компоненты вывозится и складируется на открытых свалках, 97% которых не соответствуют требованиям природоохранного и санитарного законодательства. Менее 5% твердых бытовых отходов в республике подвергается утилизации или сжиганию.

В Костанайской области на всех имеющихся 27 полигонах для хранения твердых бытовых отходов (ТБО) допускаются нарушения экологических и санитарно-эпидемиологических норм.

«В нарушение статьи 298 Экологического кодекса РК хранение бытовых отходов осуществлялось вне специально оборудованных мест и без соблюдения режимов захоронения. Повсеместно допускается совместное складирование ТБО и жидких отходов, а также захоронение трупов павших животных, обезвреживание которых должно осуществляться на специальных скотомогильниках. Факты захоронения трупов павших животных на полигонах ТБО установлены в деятельности ГКП «Кайранколь» (Узункольский район), а также ТОО «Жардем» (Тарановский район)». Проверкой «Северного» и «Южного» полигонов ТБО города Костаная, обслуживаемых ГКП «Тазалык-2000» уcтановлено, что в нарушение санитарно-предельно допустимые значения массы складируемых и захороняемых отходов потребления. По информации пресс-службы, в ходе проверки также установлены факты неэффективного и необоснованного использования бюджетных средств при захоронении ТБО. В частности, ГУ «Отдел жилищно-коммунального хозяйства, пассажирского транспорта и автомобильных дорог акимата Карасуского района» с ГКП «Алга» заключен договор на предоставление услуг по содержанию полигона ТБО на сумму 1,5 млн тенге . Договором предусматривалось строительство на полигоне помещения для сторожей и персонала стоимостью 400 тыс. тенге. Согласно актам выполненных работ, строительство указанного объекта было завершено и отделом жилищно-коммунального хозяйства произведена оплата. Однако фактически строительно-монтажные работы не проводились.

Более того, вышеназванное ГКП лицензии на право осуществления градостроительной и строительной деятельности не имеет, следовательно, работы по строительству на полигоне необоснованно использованы бюджетные средства в размере 665,7 тыс. тенге по договору с ТОО «Кызыл Агаш» на очистку берегов реки Тобол. Прокуратурой области в целях эпидемиологических правил и норм по коммунальной гигиене территория полигонов не забетонирована, отсутствуют освещение, дезинфицирующие установки, а также переносные сетчатые ограждения, применяемые для разгрузки мусоровозов и складирования отходов .

Также, в нарушение экологических норм, на полигонах отсутствуют контрольно-измерительные приборы, в результате чего невозможно определить ТБО помещения для сторожей и персонала.

Несмотря на это, отделом жилищно-коммунального хозяйства, пассажирского транспорта и автомобильных дорог акимата Карасуского района 18 июля 2008 года подписан фиктивный акт приемки выполненных работ.

Аналогичный факт выявлен и в деятельности ГУ «Управление природных ресурсов и регулирования природопользования акимата Костанайской области», которым устранения перечисленных нарушений законности в адрес акима области было внесено представление. По результатам рассмотрения представления в местный бюджет возмещено 665,7 тыс. тенге, к дисциплинарной ответственности привлечено шесть должностных лиц. При этом директор ГКП «Алга» акимата Карасуского района освобожден от занимаемой должности .

Современный образ жизни человеческого общества приводит к тому, что человек оказывается в условиях воздействия естественного радиационного фона, которому он не подвергался бы, если бы не была разработана та или иная технология. Примерами таких случаев являются полеты на самолетах, использование природного топлива для приготовления пищи и отопления, использования фосфорных удобрений в сельском хозяйстве, добыча и переработка природных ресурсов в различных отраслях промышленности и т.д.

Загрязнение окружающей среды относится к непреднамеренным, хотя и очевидным, легко осознаваемым экологическим нарушениям. Они выступают на первый план не только потому, что многие из них значительны, но и потому, что они трудно контролируются и чреваты непредвиденными эффектами. Некоторые из них, например, техногенная эмиссия СО 2 или тепловое загрязнение, принципиально неизбежны, пока существует топливная энергетика.

Химизация техносферы достигла к настоящему времени таких масштабов, которые заметно влияют на геохимический облик всей экосферы. Общая масса производимых продуктов и химически активных отходов всей химической промышленности мира, вместе с сопутствующими производствами, превысила 1,5 Гт/год.

Почти все это количество может быть отнесено к загрязнителям. Но дело не только в общей массе, но и в числе, разнообразий и токсичности множества производимых веществ. В мировой химической номенклатуре значится более 10 млн химических соединений; ежегодно их число возрастает на несколько тысяч. В заметных количествах производится и предлагается на рынке более 100 тыс. веществ, в массовых масштабах производится около 5 тыс. веществ.

Однако подавляющее большинство производимых и используемых веществ не оценены с точки зрения их токсичности и экологической опасности .

Стрессы природных экосистем обусловлены внесением в них извне различных токсикантов, радионуклидов, и других вредных факторов окружающей среды. Самоочищающая способность биосферы, основанная на жизнедеятельности почвенных микроорганизмов, испытывает колоссальные перегрузки из-за все более возрастающих поступлений в нее техногенных отходов уранодобывающей промышленности.

Требуется оценка в строгой количественной форме экологического вреда радиоактивного загрязнения .

Почвы Южного Казахстана подвергаются активной эрозии, вторичному засолению, заболачиванию и загрязнению химическими веществами. Почвы Северного Казахстана (зерновые районы) подвергаются дегумификации, ведущей к потере плодородия, интенсивной водной и ветровой эрозии, местами загрязнению промышленными химическими стоками и радионуклидами. Потери гумуса в этих регионах за последние 40-50 лет составили от 10 до 35 процентов. Каштановые почвы Семипалатинского атомного полигона интенсивно загрязнены радионуклидами.

В целом современное экологическое состояние почвенного покрова Казахстана характеризуется как крайне напряженное, местами катастрофическое. Влияние на экосреду добычи урана и подземных ядерных взрывов .

Если посмотреть на геологическую карту Казахстана, то мы увидим, что центр Казахстана в меридиональном направлении рассекается широкой полосой урановых месторождений. Для военно-промышленного комплекса это настоящий Клондайк. Военно-промышленный комплекс издавна и прочно овладел этими местами. Здесь расположен большой комплекс уранодобывающих предприятий. На севере: Целинный горно-химический комбинат, добывающий уран как шахтным способом, так и методом подземного кислотного выщелачивания. В центре: месторождения, сосредоточенные в Чу-Сарысуйской и Сырдарьинской впадинах. Добыча урана производится исключительно методом подземного кислотного выщелачивания. На юге: Кзылсайская группа месторождений. Добыча производится исключительно методом подземного кислотного выщелачивания. Метод подземного кислотного выщелачивания урана - самый варварский по отношению к природе метод добычи.

Над ураноносным слоем пробуривается ряд шурфов. По шурфам под землю закачивается серная кислота. На одну технологическую линию уходит до 400 железнодорожных цистерн серной кислоты и до 1 000 цистерн нитратно-сульфатного раствора. Под землей возникает крайне кислая (рН до 1) жидкая среда, разрушающая урановые соединения. После экспозиции жидкость, содержащую уран, откачивают. Из раствора извлекают уран, а кислотный шлам закачивают назад под землю. На каждый добытый 1 кг урана приходится 86,7 кг серной кислоты. Такой метод добычи урана используется уже около 20 лет .

Одним из важнейших решений Казахстана за 12 лет (2004 год) независимого существования был отказ от обладания ядерным оружием и поддержка усилий международного сообщества в борьбе с распространением оружия массового уничтожения (ОМП).

За 40 лет ядерных испытаний свыше миллиона казахстанцев получили опасные дозы радиации. Эти обстоятельства побудили Назарбаева бросить вызов Москве и еще в 1991 году закрытъ ядерный полигон. 9 месяцев спустя Казахстан отрекся от ядерного оружия, доставшегося в наследство от СССР.

Последствия ядерной войны необратимы. Если различные физические эффекты, возникающие при ядерных взрывах, можно рассчитать достаточно точно, то предсказать последствия их воздействий сложнее. Исследования привели к заключению, что не поддающиеся предварительной оценке следствия ядерной войны столь же значительны, как и те, которые могут быть рассчитаны заранее.

Возможности защиты от воздействия ядерного взрыва весьма ограничены. Невозможно спасти тех, кто окажется в эпицентре взрыва. Всех людей спрятать под землю нельзя; это осуществимо только для сохранения правительства и руководства вооруженных сил. Кроме упоминаемых в руководствах по гражданской обороне способах спасения от жара, света и ударной волны, имеются практичные способы эффективной защиты только от радиоактивных осадков.

На распределение радиоактивных осадков будут влиять погодные условия. Разрушение плотин может привести к наводнениям. Повреждения атомных электростанций вызовут дополнительное повышение уровня радиации. В городах обрушатся высотные здания и образуются груды обломков с погребенными под ними людьми. В сельской местности радиация поразит посевы, что приведет к массовому голоду. В случае ядерного удара зимой уцелевшие при взрыве люди останутся без укрытий и погибнут от холода.

Повышенные дозы радиации приводят к росту раковых заболеваний, выкидышей, патологий у новорожденных.

На животных было экспериментально установлено, что радиация поражает молекулы ДНК. В результате такого поражения возникают генетические мутации и хромосомные аберрации; правда, большинство таких мутаций не переходит к потомкам, поскольку приводят к летальным исходам.

Первым пагубным воздействием долговременного характера явится разрушение озонового слоя. Озоновый слой стратосферы экранирует земную поверхность от большей части ультрафиолетового излучения Солнца. Это излучение губительно для многих форм жизни, поэтому считается, что образование озонового слоя около 600 миллионов лет назад стало тем условием, благодаря которому появились многоклеточные организмы и вообще жизнь на Земле .

Согласно докладу национальной академии наук США, в мировой ядерной войне может быть взорвано до 10 000 Мт ядерных зарядов, что приведет к разрушению озонового слоя на 70% над Северным полушарием и на 40% - над Южным. Эти разрушения озонового слоя повлекут за собой губительные последствия для всего живого; люди получат обширные ожоги и даже раковые заболевания кожи; некоторые растения и мелкие организмы погибнут мгновенно; многие люди и животные ослепнут и потеряют способность ориентироваться.

В результате крупномасштабной ядерной войны произойдет климатическая катастрофа. При ядерных взрывах загорятся города и леса, облака из радиоактивной пыли окутают Землю непроницаемым покрывалом, что неминуемо приведет к резкому падению температуры у земной поверхности. После ядерных взрывов суммарной силой 10 000 Мт в центральных районах континентов Северного полушария температура опустится ниже 30 градусов Цельсия.

Температура вод мирового океана останется выше нуля, но из-за большой разности температур возникнут жестокие штормы. Затем спустя несколько месяцев, к Земле прорвется солнечный свет, но, по-видимому, богатый ультрафиолетом из-за разрушения озонового слоя. К этому времени уже произойдут гибель посевов, лесов, животных и голодный мор людей. Трудно ожидать, что где-либо на Земле уцелеет хоть какое-то человеческое сообщество .

До сих пор мы рассматривали проблемы экологии сквозь призму событий, происходивших на Семипалатинском ядерном полигоне. Настала пора взглянуть на Казахстан в целом и увидеть, что уничтожение природы, а вместе с природой - и людей происходило во всех краях. На сегодняшний день Казахстан является самой грязной в радиоэкологическом отношении страной мира, на сегодняшний день многие регионы Казахстана представляют собой нечто, что остается на территории после применения врагом оружия массового уничтожения.

Если посмотреть в суть дела, мы обнаружим, что оружие массового уничтожения, в отличие от стрелкового или артиллерийского оружия, поражает не отдельных людей, а окружающую людей среду. Биологическое оружие загрязняет окружающую среду микробами, химическое оружие загрязняет воздух, воду, растения и пищу отравляющими веществами, ядерное оружие загрязняет природу губительными радионуклидами.

Иными словами, любой вид оружия массового уничтожения превращает окружающую среду в настоящий ад, и люди, не выдерживая адских условий, рано или поздно погибают.

Экологическое неблагополучие Казахстана, вызванное испытаниями различных типов оружия, ракет, «мирными» подземными взрывами, хищнической добычей минералов, нефти и газа, недозируемой промышленной нагрузкой, привело к тому, что на воображаемой экологической карте Казахстана (настоящей карты еще не существует) можно найти немало мест, уже превращенных в безжизненный ад; немало мест, откуда людей необходимо эвакуировать; немало мест, откуда людям нужно выбираться самостоятельно, поскольку санитарные показатели состояния окружающей среды еще не перешли границ «норм», основанных, увы, на искусственно завышенных представлениях о толерантности людей к внешним вредностям .

Нефтедобыча является основной и наиболее динамично развиваюшейся отраслью экономики Республики Казахстан. Нефтяники обеспечивают значительную часть национального валового продукта, бюджетных доходов и валютных поступлений в страну. Нефтегазовые проекты стали катализатором инвестиционной активности в Казахстане. По имеющимся сведениям, на территории казахстанского Прикаспия объем разлитой нефти составляет около 5 млн. т, общая площадь замазученности земель - более 19 тыс. га. Почвенный слой пропитан нефтью на глубину от десятков сантиметров до 10 метров.

Негативное влияние нефтяного загрязнения земель характеризуется нарушением естественного ландшафта местности и потерей сельскохозяйственных земель; повышением уровня почвенных вод, и, как следствие, образованием мелких засоленных озер; гибелью водоплавающих птиц и мелких животных; испарениями углеводородов с поверхности, и как следствие, загрязнением воздушного бассейна вокруг нефтепромыслов; экономическими потерями, связанными с иммобилизацией нефти в амбарах-накопителях.

Остро стоит проблема нефтяных разливов - вследствие того, что свыше 60% трубопроводов уже имеют 100%-ный износ. Это касается не магистральных, а промысловых трубопроводов, поскольку средства в их реконструкцию никогда не вкладывались, поэтому сейчас необходимо заставить нефтяные компании вкладывать деньги в природоохранную систему.

Нефтепромыслы, расположенные в Атырауской области (за исключением Тенгиза), находятся на поздней стадии разработки и добычи нефти. Применение отсталой технологии и устаревшего оборудования на нефтепромыслах приводило к частым и многочисленным авариям, утечкам нефти из устьевого оборудования скважин, порывам внутрипромысловых и магистральных нефтепроводов. В результате сложившейся практики нефтедобычи территория всех старых нефтепромыслов Атырауской и Мангистауской областей находится в замазученном состоянии.

В отдельных местах за счет сброса нефти непосредственно на почву, предварительно огороженную земляной дамбой, образовались нефтяные озера (амбары).

Экстраординарная роль рационального использования ресурсов в современной хозяйственной жизни страны обусловливает необходимость не простой разработки и внедрения комплекса мероприятий, а построения в целом народнохозяйственной модели ресурсосберегаюшего типа. Она должна создаваться путем последовательного учета факторов РИСР на всех уровнях управления (при выработке экономической политики, методов хозяйственного руководства, систем организации производства), целенаправленного совершенствования действующих и создания новых оргструктур, адекватных данной модели хозяйствования.

Проводимая коренная реформа управления экономикой Казахстана уже в значительной мере обозначила наиболее существенные параметры именно такой модели. Вместе с тем, остается нерешенным еще ряд проблем как теоретического, так и практического порядка.

В их числе: обоснование теоретико-методологического подхода к формированию эффективной схемы рационального использования сырьевых ресурсов; разработка общей концепции построения обсуждаемой модели хозяйствования, принципов ее функционирования и саморазвития; придание данной модели целостного вида, описание конкретных ее элементов.

Таким образом, всесторонне позитивное воздействие совокупности факторов на потребление ресурсов может достигаться при условии органичного сочетания экономических, технико-технологических, организационных, административных и социальных методов.

Переход к экологически безопасному и устойчивому развитию в настоящее время становится одним из приоритетных направлений стратегии развития Казахстана. В условиях дефицита материальных и финансовых средств их необходимо направлять на решение приоритетных, наиболее острых экологических проблем.

В 2001 г. затраты на охрану окружающей среды в целом по нефтегазовой отрасли составили 28,6 млн. долл. Затраты на мониторинг загрязнения недр за этот же период составили 2,546 млн. долл. .

Экологические проблемы освоения нефтяных и газовых месторождений Казахстана имеют свои региональные особенности - географические, геологические, геодинамические, технологические, а также социально-экономические.

Особый отпечаток на экологическую ситуацию накладывает тот факт, что до последнего времени природоохранный вопрос практически уступал выполнению плановых заданий по добыче нефти и газа и не находил должного решения в технико-экономических обоснованиях проектов.

Актуальными направлениями в области охраны природы при добыче и переработке нефти и газа являются: создание экологически чистых процессов; утилизация отходов; очистка газовых выбросов нефтехимических производств; очистка сточных вод; мониторинг загрязнения нефтью и нефтепродуктами окружающей среды и др. Предотвращения столь мощного негативного воздействия на окружающую среду в условиях интенсификации процессов добычи и переработки углеводородного сырья можно достичь лишь с увеличением уровня комплексного использования углеводородного сырья, т.е. полного извлечения полезной части ресурсов и доведения количества отходов до разумного минимума .

Установление экономико-экологических и технологических приоритетов в нефтегазовом комплексе подразумевает сочетание следующих дополнительных мер: совершенствование экономико-экологической и технологической политики; тщательная привязка расходов к экономически высокоэффективным нефтяным проектам; развитие организационной инфраструктуры и создание соответствующего потенциала, включая подготовку кадров, образование и программы обмена.

Сегодня в реализации целей эффективного управления нефтегазовыми ресурсами следует исходить из того, что основная трудность - это преодоление противоречия между объектом управления - окружающей природной средой, с одной стороны, и территориальной ограниченностью сферы действия принимаемых управленческих решений (границы района, области, республики) - с другой.

В настоящее время платежи за природные ресурсы регламентируются следующими Законами Республики Казахстан: «Об охране окружающей среды», «О недрах и недропользовании», «О налогах и других обязательных платежах в бюджет» (Налоговый кодекс) и др. Для каждого предприятия органами охраны природы устанавливаются лимиты выбросов загрязняющих веществ в природную среду - на основе нормативов предельно-допустимых выбросов (ПДВ) или сбросов (ПДС).

На период достижения предельно-допустимых норм устанавливаются лимиты природопользования с учетом экологической обстановки в регионе и технического оснащения природоохранного оборудования. Для строящихся предприятий лимиты устанавливаются на уровне ПДВ (ПДС). Сроки достижения нормативных уровней по годам определяются на основе региональных или республиканских природоохранных программ. Платежи взимаются как за установленные, так и за сверхустановленные лимиты выбросов загрязняюших веществ .

Проблемы Казахстанского Прикаспия являются частью общих ключевых проблем всего каспийского сектора. Для их решения необходимы современные мероприятия по сбалансированному использованию биоресурсов и углеводородного сырья. Казахстан является одной из 5 частиц международной каспийской экологической проблемы.

Целью этой долгосрочной программы является оздоровление и сохранение чувствительной экологической системы Каспия. Активная позиция РК нашла отражение в возложении ответственности на Казахстан за деятельность руководящего комитета.

Благодаря широкому применению нефти ее добыча увеличилась с 10 млн. баррелей в день в 1950 годах до 65 млн. баррелей в 1990 г. И за эти 40 лет нефть стала основным источником сырья в мире. Нефть стала играть ключевую роль в международных отношениях. В 1960 г. была создана ОПЕК (организация стран экспортеров нефти), в которую вошли Иран, Ирак, Кувейт, Саудовская Аравия, Венесуэла.

На Каспии не было еще крупных экологических катастроф подобных катастрофе 1989 г. в Заливе принца Вильяма на Аляске, когда нефтяной танкер Эксон Вальдес напоролся на подводный риф. Тогда в море вылилось около 240 тысяч баррелей нефти, что привело к загрязнению 1600 км береговой линии, включая побережье 3 национальных парков и 5 заповедников. Несмотря на меры по ликвидации последствий аварии, природе был нанесен непоправимый ущерб.

Проблемы добычи нефти на Каспии не могут не волновать. Выбросы нефти в море происходят при мойке танкеров, при авариях на морских нефтедобывающих платформах, при ее транспортировке. По поверхности воды тонкой пленкой разливается нефтяное пятно. Что привело к уменьшению количества рыб осетровых пород на Каспии и приводит к массовой гибели Каспийских тюленей и птиц.

Тема 3.

Загрязнение – есть неблагоприятное изменение окружающей среды, которое целиком или частично является результатом человеческой деятельности, прямо или косвенно меняет распределение приходящей энергии, уровни радиации, физико-химические свойства окружающей среды и условия существования живых существ. Эти изменения могут влиять на человека прямо или через сельскохозяйственную продукцию, через воду или другие биологические продукты (вещества) (по Ф. Рамаду, 1981 г.).

Вещества, ухудшающие качество окружающей среды, являются загрязнителями. Эти вещества могут быть как природного происхождения (например, вулканические выбросы), так и антропогенного характера. К последним относятся практически все виды деятельности человека – от бытовой до производственной. Все современные промышленные предприятия имеют побочные продукты и отходы производства, которые и являются материальными загрязнителями среды, если они выделяются в воздух, воду или почву. Именно они и являются основными источниками загрязнения среды различными вредными соединениями. Преобразованное в результате технологических процессов природное сырье приобретает новые свойства и становится необходимым человеку продуктом. Побочные продукты и отходы также имеют свойства, а часто и строение, отличающееся от природных соединений, и в большинстве случаев в природе не встречающееся, т.е. чуждое природе, поэтому вещества, загрязняющие среду, называют ксенобиотиками (от греч. хenos – чужой).

Негативное влияние технического прогресса и развития цивилизации мы уточним на представленной схеме 1:

Как видно из схемы проблемы окружающей среды порождены целым рядом причин. Они взаимосвязаны и, свою очередь, являются следствием всего исторического развития человеческого общества. Достижения науки и технический прогресс направлены на повышение комфортности жизни людей, улучшению качества жизни, на развитие человеческого общества, Это привело к созданию новых средств производства, предметов потребления, источников информации. Но концентрация производства, в аграрной сфере в том числе, или одним словом индустриализация , быстрый рост потребления (даже сверх меры), ускоренная урбанизация и рост народонаселения привели к появлению или лучше проявлению многих нежелательным последствиям, проявившимся в отрицательных воздействиях на окружающую среду. Их много Вы их знаете, эти факторы вызывают изменения во всех составляющих биосферы: в атмосфере парниковые газы и повышение кислотности среды, распространение вредных и токсичных веществ в окружающей среде; в гидросфере – загрязнение поверхностных и подземных вод, морей и океанов, нехватку воды и распространение засухи или наоборот наводнения. В почве – эрозию, снижение урожайности, сокращение площадей пашни В общем в глобальном масштабе – рост потребления энергии; радиоактивное загрязнение окружающей среды, уничтожение целых экосистем, в биоценозах – вымирание видов, нарушение экологического равновесия и конечным итогом является состояние здоровья и выживание человечества. На мой взгляд эта схема должна быть представлена в виде некоего цикла, возможно не вполне замкнутого, потому что в этих схемах имеет место взаимное влияние человека и всех последствии на человека. В результате человечество вынуждено искать пути к устойчивому развитию общества в гармонии с природой.

Второй вопрос темы – критерии оценки окружающей среды. На схеме 2 представлены человек и окружающая его среда и влияние среды на человека.

Элементы окружающей человека среды в соответствии с его биологической и социальной сущностями можно подразделить на природные (основные источники жизни – пища, вода, воздух и т.д.), искусственные , т.е. созданные человеком (дома, предметы быта и орудия труда, произведения искусства и т.д.) и социальные (люди и их группы, общество). В среде проживания обычно проживают социальные элементы (члены семьи, сограждане) и искусственные, которые во многом влияют и на качество природных элементов среды (воды, воздуха). Эту среду человек стремится существенным образом изменять, создавая благоприятные условия или при других стремлениях создавать асоциальные условия (алкоголизм, наркомания). Для нашей дисциплины важно охарактеризовать рабочую среду , в которой, в зависимости от профессии индивида отдельные элементы могут быть представлены весьма различно. Например, на промышленных предприятиях преобладает влияние искусственных элементов (технологическое оборудование, здания, сооружения), в сельском хозяйстве напротив преобладают природные с элементами искусственных. В рекреационной среде часто преобладают природные элементы, однако в современных условиях важное место отводится искусственным сооружениям (бассейны, закрытые спортивные сооружения, культурные учереждения и т.д.). Первые конечно предпочтительные, но должна быть культура отдыха для сохранения экологического равновесия в природной среде. Деление среды на виды и элементы функционально и условно, т.к. среда действует на человека во всей своей целостности. На семе представлены состав окружающей человека среды и ее влияние на организм человека и личность. Цветом обозначено: зеленый природа (наибольшее ее влияние – рекреационной среде); синий – искусственная среда (наибольшее влияние – в рабочей среде и среде проживания); красный – другие люди, общество (наибольшее влияние – в рабочей среде и среде проживания). В качестве критериев изменения материального состава окружающей среды используются определенные параметры:

объем производства загрязняющих веществ;

области применения вредных для окружающей среды продуктов; распространение их в окружающей среде;

устойчивость продуктов производства и способность их к разложению; превращения вредных веществ;

их эксико-токсикологические свойства.

Учет и знание объема производства загрязняющих веществ, а также области применения вредных для окружающей среды продуктов (первый и второй критерии) позволяют оценить возможные изменения качества окружающей среды. При этом, важное значение имеет характер применения загрязняющих веществ. Он может быть закрытым, т.е. контролируемым – когда имеются возможности повторного использования или уничтожения данного химического продукта. Открытый характер применения свидетельствует о возможности его свободного распространения в окружающей среде. Термин «распространение в окружающей среде» применяется в основном в естественных природных процессах и определяется физико-химическими свойствами продуктов; физическими процессами, связанными с их переносом; биологическими процессами, принимающими участие в глобальных процессах круговорота веществ; циклическими процессами в отдельных экосистемах. При неконтролируемом характере распространения наблюдается выход вредных веществ за пределы региона применения. Важными стадиями подвижности и распространения продуктов производства в окружающей среде является их перенос различными природными средами (вода, почва, воздух), накопление их в организмах и растениях, перенос их различными формами жизни. Современные сложные математические модели, учитывающие молекулярную массу химических веществ, давление образующегося пара и растворимость в воде позволяют с приемлемой точностью заблаговременно рассчитать концентрацию вредных веществ в контролируемом регионе.

Тенденцию вещества выйти из той фазы, в которой оно находится, называют фугитивностью (летучестью), измеряемой в единицах давления (Па). Процесс фугитивности (улетучивания) осуществляется в результате диффузии.

Диффузия – физический процесс, в ходе которого молекулы, атомы или ионы в результате теплового движения перемещаются из области большей концентрации в область низкой концентрации (пример, выделение аминокислот в градиенте плотности). В пористом объеме почвы диффузия идет медленнее, чем в воздушной и водной средах, и поэтому происходит накопление вредных веществ в почве, адсорбция почвенными комочками загрязнителей

Конвекция – принудительное перемещение растворенных веществ потоком воды, рассчитывается как произведение объемного потока воды (скорости фильтрации) и концентрации растворенных веществ. Конвекция в атмосфере – это перемещение воздушных масс в зависимости от их температуры.

Дисперсия – перераспределение (перемешивание) растворенных веществ в движущейся по порам почвы воде, вызываемое неоднородностью скоростей потоков, в каждом отдельно взятом объеме воды в поре.

Адсорбция – связывание молекул или атомов жидкой или газообразной фазы на поверхности твердых тел.

Разложение – абиотические и биотические реакции.

Пример дисперсии представлен на схеме 4. Схема демонстрирует влияние скорости течения воды на деградационные изменения почвы или эрозию почв. причиной Скорость течения воды в русле потока составляет примерно 2–4 м/с. При стоке по земляному откосу такого же склона она составит уже 0,1–0,15 м/с, а при стоке внутри почвы – только 0,01–0,001 м/с. Такой подпочвенный сток происходит в лесу или на озелененном (кустарником, дерном) склоне. Таким образом причиной эрозии почв являются дисперсия и наличие зеленых насаждений и образования дерна на их поверхности. Таким образом, распространение загрязнений в окружающей среде определяется физическими, химическими и биологическими свойствами как самой среды, так и свойствами загрязнений.

Устойчивость продуктов производства и способность их к разложению; превращения вредных веществ; их эксико-токсикологические свойства оцениваются санитарно-гигиеническими показателями . Преобразование загрязняющих веществ в природной среде происходит в результате биоаккумуляции – накопление в организме вредных веществ; биодеградации – расщепления при участии биологических агентов; биотрансформации- преобразование веществ в организме химического преобразования – химические реакции в воздушной, водной и почвенной среде с образованием новых веществ. В результате этих реакций образуются ксенобиотики – чужеродные для природы соединения. Можно смело утверждать, что биосфера – мощнейший биохимкомбинат . Пример биоаккумуляции – землеройка, живущая у дороги с интенсивностью 10 тыс автомобилей в сутки содержит свинца в 2,5 раза выше, чем землеройка, поселившаяся у дороги с интенсивностью движения 1 тыс. автомашин. В процессе эволюции организм выработал свой набор защитных средств против чужеродных организму веществ, свои методы их обезвреживания. В рабочей среде применяются искусственные способы и технологические схемы для обезвреживания, очистки, обеззараживания производственных выбросов. Вредные вещества практически редко присутствуют в биосфере в единственном числе, поэтому вводится понятие суммирующего эффекта. Организм на суммированное воздействие загрязняющих веществ отвечает различными реакциями.

Выделяют усиление эффекта (синергизм) – превышение реакции в смеси, вызванной действием каждого из веществ в отдельности.

Ослабление эффекта (антагонизм ) – меньше эффекта любого вещества в смеси.

Независимое действие – соответствует действию каждого вещества в смеси. Рассмотрим также схему 5 влияния на организм человека шумового загрязнения.

В заключении дадим формулировку термина качество окружающей среды это такое состояние ее систем рекреационной, рабочей, среды проживания, при которой постоянно обеспечиваются обменные процессы энергии и веществ между природой и человеком на уровне, обеспечивающем воспроизводство жизни на Земле. Следующий вопрос загрязнения и их классификация. Из вышесказанного мы можем сделать заключение о том, что наиболее распространенным отрицательным воздейтвием на окружающую среду является её загрязнение. Дадим определение термину загрязнение. Наиболее полное определение этого термина дано ученым-экологом Ф. Рамадом в 1981 г. Загрязнение – есть неблагоприятное изменение окружающей среды, которое целиком или частично является результатом человеческой деятельности, прямо или косвенно меняет распределение приходящей энергии, уровни радиации, физико-химические свойства окружающей среды и условия существования живых существ. Эти изменения могут влиять на человека прямо или через сельскохозяйственную продукцию, через воду или другие биологические продукты (вещества). Загрязнения классифицируются по характеру воздействия на среду обитания (по Г.В. Стадницкому и А.И. Романову, 1988 г.):

1) ингредиентные (химические), представляющие собой совокупность веществ, чуждых естественным биогеоценозам (бытовые стоки, ядохимикаты, продукты сгорания);

2) параметрические (физические), связанные с изменением качественных параметров среды (тепловое, шумовое, радиационное, электромагнитное);

3) биологические (биоценотические), заключающиеся в воздействии на состав и структуру популяции и отдельных ее представителей – биологических агентов (перепромысел, направленная интродукция и акклиматизация видов и др.);

4) стациально-деструкционные (ландшафтные), связанные с нарушением и преобразованием ландшафтов и экосистем в процессе природопользования (зарегулирование водотоков, урбанизация, вырубка лесных насаждений). Некоторые авторы (Е.И. Тупикин, 2001) добавляют механические загрязнения – пыль, фосфаты, свинец, ртуть, занимающие пространство, верхние слои литосферы при поверхностной добыче сырья (щебень, песок).

В 60-е годы ХХ века садили лесополосы, кто бывал на юге видел их вдоль дорог, в основном садили дикие абрикосы – жерделу для охраны почв степей от ветровой эрозии. Особенно возросли темпы роста ингридиентных и параметрических загрязнений не только в качественном, но и в количественном отношении. Схема поступления загрязняющих веществ в организм человека и участвующие в этом процессе элементы окружающей человека среды:

Антропогенное воздействие на атмосферу может быть прямое и косвенное , т.е. воздействие деятельности человека на окружающую среду, отражающееся на ее ресурсах и вызывающее изменения биосферы. Рассмотрим типы антропогенного воздействия. Атмосфера загрязняется прежде всего в результате сжигания ископаемого топлива – углей, нефти, природного газа, а также сжигания древесины. Загрязнения поступают в атмосферу в виде твердых частиц (пепел, сажа) и в газообразном виде (SО 2 ; NО х, СО – окись углерода, и в меньшем количестве – другие вещества). Крупный загрязнитель атмосферы – химическое производство (кроме SО 2 ; NО х в зависимости от характера производства в атмосферу попадают частички металла, органических веществ и т.д.). Но самый большой «вклад» в загрязнение атмосферы городов вносит автомобильный транспорт . Прежде всего это касается выхлопных газов двигателей, которые не только содержат СО, альдегиды и другие углеводороды, но и способствуют (особенно в солнечную жаркую погоду) образованию т.н. химического смога с повышенным содержанием озона. Атмосферные загрязнения действуют на организм человека, прежде всего через дыхательную систему. На схеме представлены виды пыли, и пути ее проникновения в организм человека.
Конечно, твердые частички вредных веществ отчасти задерживаются эпителием слизистой оболочки дыхательных путей(в носоглотке в бронхах), и чем больше по размеру вдыхаемые частицы, тем скорее они задерживаются в верхних отделах дыхательных путей, а частицы, осевшие в носоглотке и гортани, могут устраняться откашливанием. Частицы же меньше 5 мкм попадают в легкие, и чем частицы меньше – тем глубже. Твердые загрязнения, находящиеся в воздухе (пыль), попадая в организм, вызывают ряд серьезных осложнений и наносят вред здоровью человека. Их влияние различно в зависимости от величины пылевых частиц, их характера и химического состава. Самой опасной является токсичная (ядовитая) пыль. Она образуется, к примеру, при обработке меди, цинка и других металлов. Действуя как яд, она образует у вдыхавшего, временное или хроническое отравление. Поэтому очень важно при работе на таких производствах соблюдать правила безопасности и гигиенические предписания. Изменения в организме вызывает и инертная в химическом отношении (инертные частицы) пыль. Легкие людей, живущих длительное время в запыленной среде, покрываются серым налетом, утрачивают эластичность, дыхание становится затрудненным. «Запыленность» легких часто наблюдается у шахтеров, особенно при несоблюдении ими гигиенических предписаний. Пыль, частицы которой имеют острую форму, особенно кремневая (кварцевая) пыль, разрушают легочную ткань, вызывает силикоз. Этим заболеванием страдают люди, работающие в шахтах, каменоломнях, а также лаборанты, стоматологи, стеклодувы. Особой пылью является пыльца и другие химически активные компоненты живой природы (различные микроорганизмы), а также некоторые химические вещества (например. моющие средства). Они вызывают аллергию. Наиболее частым проявлением этой болезни является насморк, приступы кашля (астматического характера), различные кожные высыпания. Раздражение дыхательных путей пылью вызывает воспаление бронхов, которое обостряется курением. Газообразные вредные вещества, проникая в дыхательную систему, также вызывают болезненные реакции организма. Очень высокое (400 – 500 мг/м 3) содержание SО 2 в воздухе, например, при аварийных ситуациях, может привести к резкому сужению дыхательных путей, и человек задохнется. Уже при содержании 1,5 мг/м 3 SО 2 появляется ощущение легкого удушья, а более высокое его содержание раздражает слизистую оболочку и вызывает воспаление дыхательных путей. Оксид серы попадает в кровь

Биологические загрязнения делятся на две группы:

─ биотическое загрязнение, связанное с биологическими факторами (распространение сорной растительности, налет саранчи и т.д.);

─ микробиологическое, связанное с распространением болезнетворных микроорганизмов и вирусов (эпидемии гриппа, СПИД), а также выбросов в окружающую среду микроорганизмов-продуцентов в результате работы биотехнологических предприятий (клеток дрожжей рода Саndida при производстве кормовых дрожжей, спор плесневых грибов при производстве ферментов, антибиотиков, различных бактерий при генноинженерных манипуляциях и действиях вооруженных сил).

По агрегатному состоянию загрязнители делят на газообразные (сернистый ангидрид, углекислый и угарный газы, нитрозные газы, сероводород и т.д.), жидкие (сточные воды промышленных предприятий и бытовые стоки, содержащие в растворенном состоянии практически все элементы таблицы Д.И. Менделеева, в различных, иногда очень опасных, соединениях, а также различные микроорганизмы) и твердые (отходы пустой породы после производства фосфорных удобрений, калийной соли, каменного угля и т.д.).

По масштабам и распространению загрязнения делятся на локальные (местные – города и промышленные районы), региональные и глобальные, или трансграничные (за счет переноса воздушными массами).

Важнейшим параметром, определяющим масштабы распространения загрязнителя в атмосфере, является время его жизни в ней. Выбросы с большим временем жизни в атмосфере (годы, месяцы) способны распространяться в окружающей среде в глобальном масштабе независимо от места их выброса – это углекислый газ, фреоны, радионуклиды с периодом полураспада от месяца и больше. Таким образом, наличие таких выбросов от промышленного предприятия приводит к загрязнению атмосферы в глобальном масштабе и является проблемой многих стран.

Выбросы оксидов серы, азота, пестицидов, тяжелых металлов с ограниченным (обычно несколько суток) временем жизни в атмосфере приводят к загрязнению в региональном масштабе. За пределами региона концентрация загрязнений быстро падает, однако в следовых количествах может наблюдаться повсеместно.

Загрязнения в локальном масштабе возникают в результате выбросов вредных веществ с малым временем жизни (грубодисперсные аэрозоли, сероводород и другие вещества, а также оксиды серы и азота, если они выбрасываются из низких источников).

В зависимости от периодичности различают постоянные (непрерывные) и периодические (залповые), в том числе аварийные, выбросы. Наибольший вклад в загрязнение атмосферы вносят автотранспорт, энергетика, химическая и строительная промышленности. Количество загрязняющих веществ в мире огромно, и число их растет вслед за развитием новых технологических процессов. Однако, есть приоритетные (если можно употребить такое выражение в данном случае) загрязняющие вещества как в локальном, так и в глобальном масштабе:

─ зола, пыли, аэрозоли;

─ диоксид серы (особенность его распространения и вредного воздействия заключается в вымывании его из атмосферы и попадании образующейся серной кислоты и сульфатов на растительность, почву, водоемы в виде кислотных дождей);

─ сероводород;

─ тяжелые металлы: в первую очередь хлориды свинца, кадмия, ртути (с учетом цепочек ее миграции и превращения в высокотоксичную метилртуть), оксид цинка;

─ некоторые канцерогенные вещества, в частности бенз(а)пирен;

─ нефть и нефтепродукты (особенно в морях и океанах);

─ хлорорганические пестициды (применяемые в агроценозах);

─ силикаты (строительные материалы);

─ оксид углерода и оксид азота (в городах, в результате транспортных выбросов);

─ радионуклиды и другие радиоактивные вещества (в результате бомбардировки Хиросимы и Нагасаки, испытательных взрывов атомных бомб и катастрофы на ЧАЭС);

─ диоксины (опасные загрязняющие вещества из класса хлоруглеводородов, возникающие в результате применения различных хлорсодержащих соединений).

В общем объеме выбросов вредных веществ главными загрязнителями – поллютантами в атмосферном воздухе являются твердые частицы (98% выбросов), диоксид серы и оксид углерода.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Заключение

Введение

Техногенное загрязнение земель в общем понятии - привнесение в почву веществ, или возникновение в них новых как правило, не характерных для них компонентов. Такие вещества - соли, нефть и нефтепродукты, некоторые минеральные удобрения, тяжелые металлы, пестициды, радионуклиды. Оказывающие вредное воздействие на человека. В результате загрязнения изменяется химический состав почвы, снижается ее качество, а сама почва может стать губительной средой для существования в ней и находящихся с ней в контакте организмов. Загрязнение почв затрагивает и другие природные объекты, может приводить к деградации почв.

В нормальных естественных условиях все процессы, происходящие в почве, находятся в равновесии. В почве постоянно идут процессы самоочищения, когда населяющие почву организмы стремятся переработать попадающие в нее загрязнители. В 1 см 3 здоровой почвы содержатся миллионы микроорганизмов, но способность ее к самоочищению не безгранична и при интенсивном загрязнении может быть утрачена .

Процесс загрязнения земель может быть естественным, природным (например, загрязнение почв и горных пород вредными токсичными компонентами при извержении вулкана) или искусственным (техногенным, антропогенным). Наибольшие экологические проблемы связаны именно с техногенными загрязнениями .

Цель работы: изучить источники техногенного загрязнения земель, а также выявить экологические проблемы, которые связаны с таким видом загрязнения.

Задачами курсовой являются:

а) ознакомится с источниками загрязнения земель;

б) определить какие загрязняющие вещества поступают в почву вследствие деятельности человека;

в) экологические проблемы почвы.

Данная тема актуальна, так как загрязнение почвы обусловлена тем, что почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере. 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, а также почве отведена важнейшая роль в жизни общества, так как она представляет собой источник продовольствия, обеспечивающий 95-97 % продовольственных ресурсов для населения планеты. Если это звено биосферы будет разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится.

1. Источники техногенного загрязнения земель

Основные загрязнения почвы начались в 20 веке с бурным развитием промышленного комплекса.

Под загрязнением почв понимают внесение в грунт нетипичных для него компонентов - так называемых «загрязнителей». Они могут пребывать в любом агрегатном состоянии - жидком, твердом, газообразном или комплексном.

Все почвенные загрязнители можно поделить на 3 группы:

а) органические (пестициды, инсектициды, гербициды, ароматические углеводороды, хлорсодержащие вещества, фенолы, органические кислоты, нефтепродукты, бензин, лаки и краски);

б) неорганические (тяжелые металлы, асбест, цианиды, щелочи, неорганические кислоты и прочие);

в) радиоактивные.

Таким образом, основные загрязнения почвы осуществляются именно при помощи этих и некоторых других загрязнителей. Повышенное содержание данных веществ в земле может привести к негативным и необратимым последствиям.

Источники загрязнения можно разделить на искусственные и естественные (рисунок 1).

Рисунок 1 - Схема загрязнения и изъятия земли

Загрязнения почвы трудно классифицируются, в разных источниках их деление даётся по-разному. Если обобщить и выделить главное, то главными источниками техногенного загрязнения земель, являются:

Мусором, выбросами, отвалами, отстойными породами. От жилых домов и бытовых предприятий в последние годы в почву все больше попадает бытового мусора, фекалий, пищевых отходов; при реконструкции - строительного мусора. В эту группу входят различные по характеру загрязнения смешанного характера, включающие как твёрдые, так и жидкие вещества, не слишком вредные для организма человека, но засоряющие поверхность почвы, затрудняющие рост растений на этой площади.

Тяжёлыми металлами. Данный вид загрязнений уже представляет значительную опасность для человека и других живых организмов, так как тяжёлые металлы нередко обладают высокой токсичностью и способностью к кумуляции в организме. Наиболее распространённое автомобильное топливо - бензин - содержит очень ядовитое соединение - тетраэтилсвинец, содержащее тяжёлый металл свинец, который попадает в почву. Из других тяжёлых металлов, соединения которых загрязняют почву, можно назвать Cd (кадмий), Cu (медь), Cr (хром), Ni (никель), Co (кобальт), Hg (ртуть), As (мышьяк), Mn (марганец).

Сельское хозяйство. Удобрения, ядохимикаты, применяемые в сельском и лесном хозяйстве для защиты растений от вредителей, болезней и сорняков. Загрязнение почв и нарушение нормального круговорота веществ происходит в результате недозированного применения минеральных удобрений и пестицидов.

Пестициды - это химические вещества в настоящее время широко используются в качестве средств борьбы с вредителями культурных растений и поэтому могут находиться в почве в значительных количествах. По своей опасности для животных и человека они приближаются к предыдущей группе.

Именно по этой причине был запрещён для использования препарат ДДТ (дихлор-дифенил-трихлорметилметан), который является не только высокотоксичным соединением, но, также, он обладает значительной химической стойкостью, не разлагаясь в течение десятков лет. Следы ДДТ были обнаружены исследователями даже в Антарктиде! Пестициды, с одной стороны, спасают урожай, защищают сады, поля, леса от вредителей и болезней, уничтожают сорную растительность, освобождают человека от кровососущих насекомых и переносчиков опаснейших болезней (малярия, клещевой энцефалит и др.), с другой стороны - разрушают естественные экосистемы, являются причиной гибели многих полезных организмов, отрицательно влияют на здоровье людей. Пестициды обладают рядом свойств, усиливающих их отрицательное влияние на окружающую среду.

Технология применения определяет прямое попадание на объекты окружающей среды, где они передаются по цепям питания, долгое время циркулируют по внешней среде, попадай из почвы в воду, из воды в планктон, затем в организм рыбы и человека или из воздуха и почвы в растения, организм травоядных животных и человека .

Теплоэнергетика. Помимо образования массы шлаков при сжигании каменного угля с теплоэнергетикой связано выделение в атмосферу сажи, несгоревших частиц, оксидов серы, в конце которая оказывается в почве.

Химическая промышленность. Отходы химической промышленности и её продукция (органические химические соединения, продукты неорганической химии, ПАВ и др.) Не следует забывать, что значительный вклад в загрязнение окружающей среды вносят выбросы предприятий этих производств в атмосферу: диоксид серы, оксид углерода, твердые вещества (пыль, зола, сажа, дым, сульфаты, нитраты и др.), оксиды азота, углеводороды и летучие органические соединения.

Транспорт. При работе внутренних двигателей в атмосферу интенсивно выделяются свинец, оксиды азота, углеводороды и другие вещества, которые оседают на поверхности почвы или поглощаются растениями. Каждая машина выбрасывает в окружающую среду в среднем в год 1 килограмм свинца. Свинец выбрасывается через выхлопные газы автомобилей, оседает на растениях, потом проникает в почву, где он может оставаться очень долго, так как плохо растворяется.

Радиоактивное загрязнение почв. Радиоактивное загрязнение - это превышение концентрации радионуклидов в почве над показателями максимально допустимой нормы. Загрязненные территории отличаются значительным превышением доз внутреннего и внешнего облучений. Источниками загрязнения являются две группы: техногенные радионуклиды и природные. Стремительный рост производства и использование удобрений с каждым годом влияет на рост количества радиоактивно загрязненных почв. Многие исследователи утверждают, что поражения радиационными частицами окружающей среды приводят к полной гибели популяций и биогеоценозов. Происходит это из-за высокого уровня загрязнения. Такие зоны фиксируются чаще вблизи мест, где случился выброс радиации и, как следствие, произошло радиационное загрязнение земельного покрова. Территория Чернобыля стала зоной отчуждения после известной аварии. Тогда сотни гектаров земли получили огромную дозу радиации, и, как результат, они были полностью закрыты и не используются в жизнедеятельности человека .

2. Загрязнение земель радионуклидами и тяжелыми металлами

Загрязнение почв по величине зон делится на фоновое, локальное, региональное и глобальное Фоновое загрязнение близкое к его естественного состава. Локальным считается загрязнение почвы вблизи одного или нескольких источников загрязнения. Региональным загрязнения считается при переносе загрязняющих веществ до 40 км от источника загрязнения, а глобальным - при загрязнении почв нескольких регионов.

По степени загрязнения почвы делятся на сильно загрязненные, средне загрязненные, слабо загрязненные.

В сильнозагрязненных почвах количество загрязняющих веществ в несколько раз превышает ПДК. Они имеют ряд биологическую продуктивность и существенные изменения физико-химических, химических и биологических характеристик, в результате чего содержание химических веществ в выращиваемых культурах превышает норму. В средне загрязненных почвах превышение ПДК незначительное, что не приводить к заметным изменениям его свойств.

В слабозагрязненных почвах содержание химических веществ не превышает ПДК, но превышает фон.

Загрязнение земель зависит в основном от класса опасных веществ, которые попадают в почву:

1 класс - высокоопасные вещества;

2 класс - умеренно опасные вещества;

3 класс - малоопасные вещества.

Класс опасности веществ устанавливается по показателям .

Таблица 1 - Показатели и классы опасных веществ

Загрязнение почв радиоактивными веществами обусловлено главным образом испытанием в атмосфере атомного и ядерного оружия, которое не прекращено отдельными государствами и на сегодня. Выпадая с радиоактивными осадками, 90 Sr, 137 Cs и другие нуклиды, поступая в растения, а затем в продукты питания и организм человека, вызывают радиоактивное заражение, обусловленное внутренним облучением .

Радионуклиды - химические элементы, способные к самопроизвольному распаду с образованием новых элементов, а также образованные изотопы любых химических элементов. Химические элементы, способные к самопроизвольному распаду называются радиоактивными. Наиболее употребляемый синоним ионизирующей радиации - радиоактивное излучение.

Радиоактивное излучение - естественный фактор в биосфере для всех живых организмов, да и сами живые организмы обладают определенной радиоактивностью. Среди биосферных объектов почвы обладают наиболее высокой естественной степенью радиоактивности.

Однако, в 20 веке человечество столкнулось с радиоактивностью запредельно превышающей естественную, а следовательно, и биологически аномальную. Первыми пострадавшими от избыточных доз радиации были великие ученые, открывшие радиоактивные элементы (радий, полоний) супруги Мария Склодовская-Кюри и Пьер Кюри. А затем: Хиросима и Нагасаки, испытания атомного и ядерного оружия, многие катастрофы, в том числе Чернобыльская и т.д. Огромные пространства были загрязнены долгоживущими радионуклидами - 137 Cs и 90 Sr. Согласно действующему законодательству, одним из критериев отнесения территорий к зоне радиоактивного загрязнения является превышение плотности загрязнения 137 Cs величины 37 кБк/м 2 . Такое превышение было установлено на 46,5 тыс. км 2 во всех областях Беларуси.

Уровни загрязнения территории 90 Sr выше 5,5 кБк/м 2 (законодательно установленный критерий) были выявлены на площади 21,1 тыс. км 2 в Гомельской и Могилевской областях, что составляло 10 % от территории страны. Загрязнение изотопами 238,239+240 Pu с плотностью более 0,37 кБк/м 2 (законодательно установленный критерий) охватывало около 4,0 тыс. км 2 , или около 2 % территории, в основном в Гомельской области (Брагинский, Наровлянский, Хойникский, Речицкий, Добрушский и Лоевский районы) и Чериковском районе Могилевской области.

Природные процессы распада радионуклидов за 25 лет, прошедших после чернобыльской катастрофы, внесли коррективы в структуру их распределения по регионам Беларуси. За этот период уровни и площади загрязнения сократились. С 1986 по 2010 г. площадь территории, загрязненной 137 Cs с плотностью выше 37 кБк/м 2 (выше 1 Ки/км 2), уменьшилась с 46,5 до 30,1 тыс. км 2 (с 23 % до 14,5 %). По загрязнению 90 Sr с плотностью 5,5 кБк/м 2 (0,15 Ки/км 2) этот показатель снизился - с 21,1 до 11,8 тыс. км 2 (с 10 % до 5,6 %) (Таблица 2).

загрязнение техногенный земля радионуклид

Таблица 2 - Загрязнение территории Республики Беларусь 137Cs в результате катастрофы на Чернобыльской АЭС (на 1.01.2012 г.)

	Площадь сельскохозяйственных земель, тыс. гa
	Загрязненных 137 Cs	в том числе с плотностью загрязнения, кБк/м 2 (Ки/км 2)
		37+185 (1.0+4.9)	185+370 (5.0+9.9)	370+555 (10.0+14.9)	555+1110 (15.0+29.9)	1110+1480 (30.0+39.9)
Брестская
Витебская
Гомельская
Гродненская
Могилевская
Республика Беларусь

Наиболее значимыми объектами биосферы, определяющими биологические функции всего живого, являются почвы.

Радиоактивность почв обусловлена содержанием в них радионуклидов. Различают естественную и искусственную радиоактивность.

Естественная радиоактивность почв вызывается естественными радиоактивными изотопами, которые всегда в тех или иных количествах присутствуют в почвах и почвообразующих породах.

Естественные радионуклиды подразделяют на 3 группы. Первая группа включает радиоактивные элементы - элементы, все изотопы которых радиоактивны: уран (238 U, 235 U), торий (232 Th), радий (226 Ra) и радон (222 Rn, 220 Rn). Во вторую группу входят изотопы «обычных» элементов, обладающие радиоактивными свойствами: калий (40 К), рубидий (87 Rb), кальций (48 Са), цирконий (96 Zr) и др. Третью группу составляют радиоактивные изотопы, образующиеся в атмосфере под действием космических лучей: тритий (3 Н), бериллий (7 Ве, 10 Ве) и углерод (14 С).

По способу и времени образования радионуклиды подразделяют на: первичные - образовавшиеся одновременно с образованием планеты (40 К, 48 Сa, 238 U); вторичные продукты распада первичных радионуклидов (всего 45 - 232 Th, 235 U, 220 Rn, 222 Rn, 226 Ra и др.); индуцированные - образовавшиеся под действием космических лучей и вторичных нейтронов (14 С, 3 Н, 24 Na). Всего насчитывают более 300 природных радионуклидов . Валовое содержание естественных радиоактивных изотопов в основном зависит от почвообразующих пород. Почвы, сформировавшиеся на продуктах выветривания кислых пород, содержат радиоактивных изотопов 24 больше, чем образовавшиеся на основных и ультраосновных породах; тяжелые почвы содержат их больше, чем легкие.

Естественные радиоактивные элементы распределяются по профилю почв обычно относительно равномерно, но в некоторых случаях они аккумулируются в иллювиальных и глеевых горизонтах. В почвах и породах присутствуют преимущественно в прочносвязанной форме.

Искусственная радиоактивность почв обусловлена поступлением в почву радиоактивных изотопов, образующихся в результате атомных и термоядерных взрывов, в виде отходов атомной промышленности или в результате аварий на атомных предприятиях. Образование изотопов в почвах может происходить вследствие наведенной радиации. Наиболее часто искусственное радиоактивное загрязнение почв вызывают изотопы 235 U, 238 U, 239 Pu, 129 I, 131 I, 144 Ce, 140 Ba, 106 Ru, 90 Sr, 137 Cs и др.

Искусственные радионуклиды закрепляются в основном (до 80-90%) в верхнем слое почвы: на целине - слое 0-10 см, на пашне - в пахотном горизонте. Наибольшей сорбцией обладают почвы с высоким содержанием гумуса, тяжелым гранулометрическим составом, богатые монтмориллонитом и гидрослюдами, с непромывным типом водного режима. В таких почвах радионуклиды способны к миграции в незначительной степени. По степени подвижности в почвах радионуклиды образуют ряд 90 Sr > 106 Ru > 137 Ce > 129 J > 239 Pu. Скорость естественного самоочищения почв от радиоизотопов зависит от скоростей их радиоактивного распада, вертикальной и горизонтальной миграции. Период полураспада радиоактивного изотопа - время, необходимое для распада половины количества его атомов.

Таблица 3 - Характеристика радиоактивных веществ

			Керма-постоянная	Гамма-постоянная	Дозовый коэффициент облучения	Период полураспада
						1,28-10 6 лет
	Марганец
	Стронций
	Прометий
						138,4 суток
	Плутоний					2.44 -10 4 лет

Радиоактивность в живых организмах обладает накопительным эффектом. Для человека величина ЛД 50 (летальная доза, облучение в которой вызывает 50 % гибель биообъектов) составляет 2,5-3,5 Гр.

Доза 0,25 Гр считается условно нормальной для внешнего облучения. 0,75 Гр облучение всего тела человека или 2,5 Гр облучение щитовидной железы от радиоактивного йода 131 I требуют мер по радиационной защите населения.

Особенность радиоактивного загрязнения почвенного покрова заключается в том, что количество радиоактивных примесей чрезвычайно мало, и они не вызывают изменений основных свойств почвы - рН, соотношения элементов минерального питания, уровня плодородия.

Поэтому, в первую очередь, следует лимитировать (нормировать) концентрации радиоактивных веществ, поступающих из почвы в продукцию растениеводства. Поскольку в основном радионуклиды являются тяжелыми металлами, то основные проблемы и пути нормирования, санации и охраны почв от загрязнения радионуклидами и тяжелыми металлами в большей степени сходны и зачастую могут рассматриваться вместе.

Таким образом, радиоактивность почв обусловлена содержанием в них радионуклидов. Естественная радиоактивность почв вызвана естественными радиоактивными изотопами, которые всегда в тех или иных количествах присутствуют в почвах и почвообразующих породах. Искусственная радиоактивность почв обусловлена поступлением в почву радиоактивных изотопов, образующихся в результате атомных и термоядерных взрывов, в виде отходов атомной промышленности или в результате аварий на атомных предприятиях.

Наиболее часто искусственное радиоактивное загрязнение почв вызывают изотопы 235 U, 238 U, 239 Pu, 129 I, 131 I, 144 Ce, 140 Ba, 106 Ru, 90 Sr, 137 Cs и т. д. Интенсивность радиоактивного загрязнения на конкретной территории определяется двумя факторами:

а) концентрацией радиоактивных элементов и изотопов в почвах;

б) природой самих элементов и изотопов, которая в первую очередь детерминируется периодом полураспада.

В экологическом отношении наибольшую опасность представляют 90 Sr и 137 Cs. Они прочно закрепляются в почвах, характеризуются длительным периодом полураспада (90 Sr - 28 лет и 137 Cs - 33 года) и легко включаются в биологический круговорот как элементы, близкие к Ca и K. Накапливаясь в организме они являются постоянными источниками внутреннего облучения.

В соответствии с ГОСТом токсические химические элементы разделены по классам гигиенической опасности. По почвам они таковы:

а) I класс: мышьяк (As), бериллий (Be), ртуть (Hg), селен (Sn), кадмий (Cd), свинец (Pb), цинк (Zn), фтор (F);

б) II класс: хром (Cr), кобальт (Co), бор (B), молибден (Mn), никель (Ni), медь (Cu), сурьма (Sb);

в) III класс: барий (Ba), ванадий (V), вольфрам (W), марганец (Mn), стронций (Sr).

Тяжелые металлы уже сейчас занимают второе место по степени опасности, уступая пестицидам и значительно опережая такие широко известные загрязнители, как двуокись углерода и серы. В перспективе они могут стать более опасными, чем отходы атомных электростанций и твердые отходы. Загрязнение тяжёлыми металлами связано с их широким использованием в промышленном производстве. В связи с несовершенными системами очистки тяжёлые металлы попадают в окружающую среду, в том числе и в почву, загрязняя и отравляя ее. Тяжёлые металлы относятся к особым загрязняющим веществам, наблюдения за которыми обязательны во всех средах.

Почва является основной средой, в которую попадают тяжёлые металлы, в том числе из атмосферы и водной среды. Она же служит источником вторичного загрязнения приземного воздуха и вод, попадающих из нее в Мировой океан. Из почвы тяжёлые металлы усваиваются растениями, которые затем попадают в пищу.

Термин «тяжелые металлы», характеризующий широкую группу загрязняющих веществ, получил в последнее время значительное распространение. В различных научных и прикладных работах авторы по-разному трактуют значение этого понятия. В связи с этим количество элементов, относимых к группе тяжелых металлов, изменяется в широких пределах. В качестве критериев принадлежности используются многочисленные характеристики: атомная масса, плотность, токсичность, распространенность в природной среде, степень вовлеченности в природные и техногенные циклы.

В работах, посвященных проблемам загрязнения почвы и экологического мониторинга, на сегодняшний день к тяжелым металлам относят более 40 элементов периодической системы Д.И. Менделеева с атомной массой свыше 40 атомных единиц: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi и др. По классификации Н. Реймерса, тяжелыми следует считать металлы с плотностью более 8 г/см 3 . При этом немаловажную роль в категорировании тяжелых металлов играют следующие условия: их высокая токсичность для живых организмов в относительно низких концентрациях, а также способность к биоаккумуляции и биомагнификации. Практически все металлы, попадающие под это определение (за исключением свинца, ртути, кадмия и висмута, биологическая роль которых на настоящий момент не ясна), активно участвуют в биологических процессах, входят в состав многих ферментов.

На поверхность почвы тяжелыми металлами поступают в различных формах. Это оксиды и различные соли металлов, как растворимые, так и практически нерастворимые в воде (сульфиды, сульфаты, арсениты и др.). В составе выбросов предприятий по переработке руды и предприятий цветной металлургии - основного источника загрязнения окружающей среды тяжёлые металлы - основная масса металлов (70-90 %) находится в форме оксидов. Попадая на поверхность почв, они могут либо накапливаться, либо рассеиваться в зависимости от характера геохимических барьеров, свойственных данной территории . Распределение тяжёлых металлов в различных объектах биосферы и источники поступления их в окружающую среду (таблица 4).

Таблица 4 - Источники поступления тяжелых металлов в окружающую cреду

	Естественное загрязнение	Техногенное загрязнение
	Извержение вулканов, ветровая эрозия.	Добыча и переработка мышьяк содержащих руд и минералов, пирометаллургия и получение серной кислоты, суперфосфата; сжигание, нефти, торфа, сланцев.
	Выпадение с атмосферными осадками. Вулканическая деятельность.	Обогащение руд, производство серной кислоты, сжигание угля.
		Сточные воды производств: металлургического, машиностроительного, текстильного, стекольного, керамического и кожевенного. Разработка борсодержащих руд.
	Широко распространен в природе, составляя примерно 0,08 % земной коры.	Электростанции, работающие на угле, производство алюминия и суперфосфатных удобрений.
	В элементарном состоянии в природе не встречается. В виде хромита входит в состав земной коры.	Выбросы предприятий, где добывают, получают и перерабатывают хром.
	Известно более 100 кобальт-содержащих минералов.	Сжигание в процессе промышленного производства природных и топливных материалов.
	Входит в состав многих минералов.	Металлургический процесс переработки и обогащения руд, фосфорные удобрения, производство цемента, выбросы ТЭС.
	Входит в состав 53 минералов.	Выбросы предприятий горнорудной промышленности, цветной металлургии, машиностроительные, металлообрабатывающие, химические предприятия, транспорт, ТЭС.
	Общие мировые запасы меди в рудах оценивают 465 млн т. Входит в состав минералов Самородная образуется в зоне окисления сульфидных месторождений. Вулканические и осадочные породы.	Предприятия цветной металлургии, транспорт, удобрения и пестициды, процессы сварки, гальванизации, сжигание углеводородных топлив.
	Относиться к группе рассеянных элементов. Широко распространен во всех геосферах. Входит в состав 64 минералов.	Высокотемпературные технологические процессы. Потери при транспортировке, сжигание каменного угля. Ежегодно с атмосферными осадками на 1 км 2 поверхности Земли выпадает 72 кг цинка, что в 3 раза больше, чем свинца и в 12 раз больше, чем меди.
	Относится к редким рассеянным элементам: содержится в виде изоморфной примеси во многих минералах.	Локальное загрязнение - выбросы промышленных комплексов, загрязнение различной степени мощности это тепловые энергетические установки, моторы.
	Рассеянный элемент, концентрируется в сульфидных рудах. Небольшое количество встречается в самородном виде.	Процесс пирометаллургического получения металла, а также все процессы, в которых используется ртуть. Сжигание любого органического топлива (нефть, уголь, торф, газ, древесина) металлургические производства, термические процессы с нерудными материалами.
	Содержится в земной коре, входит в состав минералов. В окружающую среду поступает в виде силикатной пыли почвы, вулканического дыма, испарений лесов, морских солевых аэрозолей и метеоритной пыли.	Выбросы продуктов, образующихся при высокотемпературных технологических процессах, выхлопные газы, сточные воды, добыча и переработка металла, транспортировка, истирание и рассеивание.

Самыми мощными поставщиками отходов, обогащенных металлами, являются предприятия по выплавке цветных металлов (алюминиевые, глиноземные, медно-цинковые, свинцово-плавильные, никелевые, титаномагниевые, ртутные), а также по переработке цветных металлов (радиотехнические, электротехнические, приборостроительные, гальванические и пр.). В пыли металлургических производств, заводов по переработке руд концентрация Pb, Zn, Bi, Sn может быть повышена по сравнению с литосферой на несколько порядков (до 10-12), концентрация Cd, V, Sb - в десятки тысяч раз, Cd, Mo, Pb, Sn, Zn, Bi, Ag - в сотни раз. Отходы предприятий цветной металлургии, заводов лакокрасочной промышленности и железобетонных конструкций обогащены ртутью. В пыли машиностроительных заводов повышена концентрация W, Cd, Pb (Таблица 5).

Таблица 5 - Основные техногенные источники тяжелых металлов

Под влиянием обогащенных металлами выбросов формируются ареалы загрязнения ландшафта преимущественно на региональном и локальном уровнях. С выхлопными газами автомобилей в окружающую среду выбрасывается значительное количество Pb, которое превышает его поступление с отходами металлургических предприятий.

Почвы мира часто обогащены не только тяжелыми, но и другими веществами природного и антропогенного генезиса. Выявление «насыщение» почв металлами и элементами Э.А. Новиков объяснил следствием взаимодействия человека и природы (таблица 6).

Основным элементом-загрязнителем пригородных почв Беларуси является свинец. Повышенное его содержание наблюдается в пригородных зонах Минска, Гомеля, Могилева. Загрязнение почв свинцом на уровне ПДК (32 мг/кг) и выше отмечено локально, небольшими участками, по направлению господствующих ветров.

Таблица 6 - Сочетание взаимодействия человека и природы

Как видно из таблицы, большинство металлов, в том числе и тяжелые, человек рассеивает. Закономерности распределения рассеянных человеком элементов в педосфере представляют важное и самостоятельное направление в исследовании почв. А.П Виноградов, Р. Митчелла, Д. Свайна, Х. Боуэна, Р. Брукса, В.В Добровольского. Результатом их исследований явилось выявление средних значений концентраций элементов в почвах отдельных континентов стран, регионов и в целом по миру (таблица 7).

На отдельных полях Минской овощной фабрики, где на протяжении ряда лет применялись в качестве удобрений твердые бытовые отходы, содержание свинца достигает 40-57 мг/кг почвы. На этих же полях содержание подвижных форм цинка и меди в почве составляет соответственно 65 и 15 мг/кг при предельном уровне для цинка 23 мг/кг и меди 5 мг/кг.

Вдоль автомагистралей почва сильно загрязнена свинцом и в меньшей степени кадмием. Загрязнение почв придорожных полос автомобильных дорог межгосударственного (Брест - Москва, Санкт-Петербург - Одесса), республиканского (Минск - Слуцк, Минск - Логойск) и местного (Заславль - Дзержинск, Жабинка - Б. Мотыкалы) значения наблюдается на расстоянии до 25-50 м от полотна дороги в зависимости от рельефа местности и наличия лесозащитных полос. Максимальное содержание свинца в почве отмечено на расстоянии 5-10 м от автотрассы. Оно выше фонового значения в среднем в 2-2,3 раза, но несколько ниже или близко к ПДК. Содержание кадмия в почвах Беларуси находится на уровне фона (до 0,5 мг/кг). Превышение фона до 2,5 раза отмечено локально на расстоянии до 3-5 км от крупных городов и достигает 1,0-1,2 мг почвы при ПДК 3 мг/кг для стран Западной Европы (ПДК кадмия для почв Беларуси не разработана). Площадь почв в Беларуси, загрязненных от различных источников свинцом в настоящее время ориентировочно составляет 100 тыс. га, кадмием - 45 тыс. га .

Таблица 7 - Сочетание взаимодействия человека и природы

Элементы	Средние значение (Почвы США, X. Шаклетт, Дж. Борнгсн, 1984)	Средние значение (Почвы мира, А. П. Виноградов, 1957)	Элементы	Средние значение (Почвы США, Дж. Борнген, 1984)	Средние значение (Почвы мира, А.П. Виноградов, 1957)

В настоящее время производится агрохимическое картирование на содержание меди в почвах Беларуси, и уже установлено, что в республике 260,3 тыс. га сельскохозяйственных земель загрязнены медью (Таблица 8).

Таблица 8 - Сельскохозяйственные земли Беларуси, загрязненные медью (тыс. га)

	Всего загрязнено	В том числе по содержанию Cu, мг/кг
Брестская
Витебская
Гомельская
Гродненская
Могилевская
Всего по Беларуси

Среднее содержание подвижной меди в почвах пашни невелико и составляет 2,1 мг/кг, улучшенных сенокосных и пастбищных земель - 2,4 мг/кг. В целом по республике 34 % пахотных и 36 % сенокосных и пастбищных земель имеют очень низкую обеспеченность медью (менее 1,5 мг/кг) и остро нуждаются в применении медьсодержащих удобрений. На почвах с избыточным содержанием меди (3,3 % сельскохозяйственных земель) использование любых форм удобрений, содержащих медь, должно быть исключено.

3. Экологические проблемы техногенно загрязненных земель

Почвы вокруг больших городов и крупных предприятий цветной и чёрной металлургии, химической и нефтехимической промышленности, машиностроения, ТЭС на расстоянии в несколько десятков километров загрязнены тяжёлыми металлами, нефтепродуктами, соединениями свинца, серы и другими токсичными веществами. Среднее содержание свинца в почвах пятикилометровой зоны вокруг городов находится в пределах 0,4 80 ПДК. Среднее содержание марганца вокруг предприятий чёрной металлургии колеблется в пределах 0,05-6 ПДК. Поэтому нельзя собирать грибы, ягоды, яблоки, орехи и лекарственные травы вдоль автодорог! Предприятия чёрной металлургии, сточные воды с рудников - это наиболее массовые источники загрязнения почв медью. Из промышленной пыли, особенно из рудников, и благодаря применению суперфосфатных удобрений происходит загрязнение почв цинком.

Таким образом, интенсивное развитие промышленного производства приводит к росту промышленных отходов, которые в совокупности с бытовыми отходами существенно влияют на химический состав почвы, вызывая ухудшение её качества. Сильное загрязнение почвы тяжёлыми металлами вместе с зонами сернистых загрязнений, образующихся при сжигании каменного угля, приводят к изменению состава микроэлементов и возникновению техногенных пустынь.

Изменение содержания микроэлементов в почве немедленно сказывается на здоровье травоядных животных и человека, приводит к нарушению обмена веществ, вызывая различные эндемические заболевания местного характера. Например, недостаток йода в почве ведет к болезни щитовидной железы, недостаток кальция в питьевой воде и продуктах питания - к поражению суставов, их деформации, задержке роста. Почва становится мёртвой при содержании в ней 2 - 3 г свинца на 1 кг грунта (вокруг некоторых предприятий содержание свинца в почве достигает 10 - 15 г/кг). В почве всегда присутствуют канцерогенные (химические, физические, биологические) вещества, вызывающие опухолевые заболевания у живых организмов, в т. ч. и раковые .

В почвах подзолистого типа с высоким содержанием железа при его взаимодействии с серой образуется сернистое железо, которое является сильным ядом. В результате в почве уничтожается микрофлора (водоросли, бактерии), что приводит к потере плодородия. Из-за ветровой и водной эрозии, засоления и других подобных причин в мире ежегодно теряется 5-7 млн га пашен. Только ускоренная эрозия почвы за последнее столетие повлекла за собой потерю 2 млрд га плодородных земель.

На пастбищах, где происходит перевыпас скота, часто уничтожается растительный покров, удерживающий плодородный слой почвы. Растения выедаются целиком и погибают, в результате чего дождевая вода беспрепятственно размывает поверхность почвы, вызывая обширную эрозию, что в конечном итоге ведет к возникновению глубоких оврагов. Ежегодно в мире из-за перевыпаса и последующей эрозии теряется около 7 млн га пастбищных угодий, многие из которых превращаются в пустыню. Пустыни обычно возникают естественным образом, однако этот процесс, называемый опустыниванием, часто ускоряется в результате деятельности человека .

Переуплотнение почв, то есть уменьшение ее межагрегатной и агрегатной порозности и увеличение плотности до 1,4 г/см 3 . Главной причиной этого является использование на полях тяжелой сельскохозяйственной техники, что приводит к образованию подплужной подошвы с повышенной плотностью. Это препятствует свободной инфильтрации влаги в почве и приводит к ее переувлажнению .

В работах, посвященных проблемам загрязнения почвы и экологического мониторинга, на сегодняшний день к тяжелым металлам относят более 40 элементов периодической системы Д.И. Менделеева с атомной массой свыше 40 атомных единиц. По классификации Н. Реймерса, тяжелыми следует считать металлы с плотностью более 8 г/см 3 . При этом немаловажную роль в категорировании тяжелых металлов играют следующие условия: их высокая токсичность для живых организмов в относительно низких концентрациях, а также способность к биоаккумуляции и биомагнификации.

Экологические последствия радиоактивного загрязнения почв заключаются в следующем. Включаясь в биологический круговорот, радионуклиды через растительную и животную пищу попадают в организм человека и, накапливаясь в нем, вызывают радиоактивное облучение. Радионуклиды, подобно многим другим загрязняющим веществам, постепенно концентрируются в пищевых цепях.

Заключение

Почвенный покров Земли играет решающую роль в обеспечении человечества продуктами питания и сырьем для жизненно важных отраслей промышленности. Использование с этой целью продукции океана, гидропоники или искусственно синтезируемых веществ не может, по крайней мере в обозримом будущем, заменить продукцию наземных экосистем (продуктивность почв). Поэтому непрерывный контроль за состоянием почв и почвенного покрова - обязательное условие получения планируемой продукции сельского и лесного хозяйства.

Вместе с тем почвенный покров является естественной базой для поселения людей, служит основой для создания рекреационных зон. Он позволяет создать оптимальную экологическую обстановку для жизни, труда и отдыха людей. От характера почвенного покрова, свойств почвы, протекающих в почвах химических и биохимических процессов, зависят чистота и состав атмосферы, наземных и подземных вод. Почвенный покров - один из наиболее мощных регуляторов химического состава атмосферы и гидросферы. Почва была и остается главным условием жизнеобеспечения наций и человечества в целом. Сохранение и улучшение почвенного покрова, а, следовательно, и основных жизненных ресурсов в условиях интенсификации сельскохозяйственного производства, развития промышленности, бурного роста городов и транспорта возможно только при хорошо налаженном контроле за использованием всех видов почвенных и земельных ресурсов.

В экологическом отношении наибольшую опасность представляют 90 Sr и 137 Cs. Это обусловлено длительным периодом полураспада (28 лет 90 Sr и 33 года 137 Cs), высокой энергией излучения и способностью легко включаться в биологический круговорот, в цепи питания. Стронций по химическим свойствам близок к кальцию и входит в состав костных тканей, а цезий близок к калию и включается во многие реакции живых организмов.

Почва является наиболее чувствительной к антропогенному воздействию. Из всех оболочек Земли почвенный покров - самая тонкая оболочка .

При недостаточно продуманном антропогенном воздействии и нарушении сбалансированных природных экологических связей в почвах быстро развиваются нежелательные процессы минерализации гумуса, повышается кислотность или щелочность, усиливается соленакопление, развиваются восстановительные процессы - все это резко ухудшает свойства почвы, а в предельных случаях приводит к локальному разрушению почвенного покрова. Высокая чувствительность, уязвимость почвенного покрова обусловлены ограниченной буферностью и устойчивостью почв к воздействию сил, не свойственных ему в экологическом отношении.

Все в более широких масштабах проявляется загрязнение почвы тяжелыми металлами, нефтепродуктами, усиливается влияние азотной и серной кислот техногенного происхождения, ведущие к формированию техногенных пустынь в окрестностях некоторых промышленных предприятий.

Восстановление нарушенного почвенного покрова требует длительного времени и больших капиталовложений.

Список использованных источников

1 Королёв, В. А. Очистка грунтов от загрязнений / В.А Королев. - М. МАИК Наука, 2001. - 365 с.

2 Лобанова, З. М. Экология и защита биосферы: Учебное пособие / Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова. - Барнаул: Изд-во Алтай ГТУ, 2009. -228 с.

3 Методы оценки экологической опасности / Под ред. Хоружей Т.А. - М.: Экономика, 1991, 220 с.

4 Статья «Основные загрязнения почв» [Электронный ресурс] / atomferma. - Режим доступа: http://atomferma.ru/sad-ogorod/pochva/osnovnye-vidy-zagryaznenie-pochvy/ - Дата доступа: (нужно указать дату)

5 Лобанова, З. М. Экология и защита биосферы [Схема]: Учебное пособие/ Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова. - Барнаул: Изд-во Алтай ГТУ, 2009. - 228 с.

6 Вальков В.Ф., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Экология почв: Часть 3. Загрязнение почв.: Учебное пособие для студентов ДО и ОЗО биолого-почвенного и геолого-географического факультетов. - Ростов-на-Дону: Изд-во РГУ, 2004. - 54 с.

7 Вальков В.Ф., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Экология почв[Таблица]: Загрязнение почв. Учебное пособие для студентов ДО и ОЗО биолого-почвенного и геолого-географического факультетов. - Ростов-на-Дону: Изд-во РГУ, 2004. - 54 с.

8 Хабаров, А. В. Социально-экологические проблемы организации природопользования, землепользования./ А.В Хабаров. - М. : Папирус ПРО, 2000. 6 - 23 с.

9 Шматько, В.Г. Экология и организация природоохранной деятельности - [таблица] научное издание / Шматько В.Г. - М. 1981. - 120 с.

10 Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Функции почв в биосфере и экосистемах (экологическое значение почв). - М.: Наука, 1990. 261 с.

11 Бочков Н.П. и со авт. Мониторинг врожденных пороков развития в условиях загрязнения среды обитания человека // Экологические проблемы педиатрии: Сб. лекций для врачей/ Н.П Бочков. - М., 1997. 51- 62 с.

12 Основы экологии и экономика природопользования: учеб. метод. комплекс для студентов экон. специальностей / М.А. Бабенко, Н.Л. Белорусова. - Новополоцк: ПГУ, 2010. - 328 с.

13 Перельман, А. И. Геохимия ландшафта: учеб. пособие для студентов / А. И. Перельман. - 2-е изд. - М. : Высшая школа, 1975. - 342 с.

14 Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. : Биология. В 3-х томах / - Москва. «Мир».1993.

15 Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. [Текст]: Сохранение почв как неизменного компонента биосферы. - М.: «Наука», 2000. 184 с.

17 Зайдельман Ф.Р., Тюльпанов В.И., Ангелов Е.Н., Давыдов А.И. Почвы мочарных ландшафтов - формирование, агроэкология и мелиорация / - М.: Изд-во МГУ. 1998. 160 с.

18 Мотузова, Г.В. Экологический мониторинг почв / Г.В. Мотузова, О.С. Безуглова. - М. : Академический Проект; Гаудеамус, 2007. - 237 с.

19 Вестник БГУ. Серия 2, Химия. Биология. География[Таблица]. - 2012. - №1. 80-84 с.

20 В.Г. Макарова, Т.Ф. Персикова, В.И. Желязко Экологические и медико-социальные аспекты охраны природной среды и здоровья населения [Таблица] - Минск: БИТ «Хата», 2002. 47 с.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Источники, характер и степень загрязнения урбанозёмов и почв. Районы г. Челябинска, подверженные наиболее интенсивному загрязнению. Влияние загрязнения почв тяжелыми металлами на растительность. Формы нахождения тяжелых металлов в выбросах и почве.

дипломная работа , добавлен 02.10.2015


Трофические цепи как последовательность видов, извлекающих органические вещества и энергию из пищевого вещества. Абиотические факторы наземной среды. Загрязнение почв пестицидами, радионуклидами, тяжелыми металлами. Биологическая очистка сточных вод.

контрольная работа , добавлен 11.07.2011


Строение и жизнедеятельность бактерий. Микробная индикация биологического, фекального и техногенного загрязнения водных экосистем. Микробиологическое исследование почвы. Влияние пестицидов на почвенные микроорганизмы. Загрязнение почв тяжелыми металлами.

реферат , добавлен 01.10.2015


Общее состояние земельных ресурсов в России. Загрязнение и захламление земель. Проявление процессов деградации земель. Техногенное загрязнение почв. Основные причины кислотных дождей. Современные глобальные экологические проблемы. Биосфера и техносфера.

контрольная работа , добавлен 16.09.2011


Методы оценки загрязнения почв в объективном представлении о состояние почвы. Оценка опасности загрязнения почв. Биотестирование как наиболее целесообразный метод определения интегральной токсичности почвы. Биодиагностика техногенного загрязнения почв.

реферат , добавлен 13.04.2008


Микробиологическая диагностика и индикация почв. Влияние пестицидов на почвенные микроорганизмы и обеззараживание почвы. Минеральные удобрения как фактор воздействия на видовой состав почвенных микроорганизмов. Загрязнение почв тяжелыми металлами.

курсовая работа , добавлен 08.05.2012


Характеристика почвенно-климатических условий Днепропетровской области, краткая характеристика почвы на территории Днепропетровской области, загрязнение почвы тяжелыми металлами, загрязнение почвы пестицидами, рекультивация и контроль за загрязнением.

курсовая работа , добавлен 06.02.2004


Мониторинг как система наблюдения за состоянием окружающей среды. Составление карт заболоченных территорий. Оценка уровня загрязнения фитоценозов тяжелыми металлами. Мониторинг почв, геохимические барьеры. Оценка экологической напряженности территории.

реферат , добавлен 15.11.2015


Загрязнение тяжелыми металлами. Экологические последствия орошения. Отрицательное влияние отходов животноводства на окружающую среду. Основные экологические проблемы механизации. Экологические последствия применения химических средств защиты растений.

курсовая работа , добавлен 09.05.2013


Понятие почвы, ее структура. Основные причины загрязнения почв: неорганические отходы, радиоактивные вещества, засоление пестицидами. Анализ основных источников загрязнения почв: жилые дома и бытовые предприятия, транспорт, промышленные предприятия.

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Тезисы

В результате техногенного развития в атмосферу постоянно выбрасываются тысячи химических соединений, которые неблагоприятно влияют на здоровье проживающих и изменяют структурно-функциональную организацию экосистем нашего города. Наличие крупных промышленных предприятий, интенсивный прирост транспортных средств, деятельность человека - все это влияет на качество нашего воздуха.

Город Докучаевск являетсясердцем по добыче доломитов всей Донецкой области, что в свою очередь неблагоприятно сказывается на качестве воздуха и количестве загрязнителей в нем. При открытой добыче доломитов на Докучаевском флюсо-доломитном комбинате в воздушную среду постоянно попадают вещества разных фракций, что приводит к загрязнению и ухудшению экологической ситуации нашего города.

Задачей нашего исследования являлось проведение мониторинга приземного слоя атмосферы в двух зонах города Докучаевска, которые отличаются по дальности расположения от промышленного комбината. Первая территория исследования - это санитарно-защищенная зона «Докучаевский зоосад». И вторая зона - это территория дробильно-обогатительной фабрики №1, строение 3.

Цели исследования:

Выявить воздушные загрязнители, их количественный состав на двух исследуемых зонах («Докучаевский зоосад» и территория дробильно-обогатительной фабрики №1);

Установить характер воздействия данных загрязнителей на окружающую среду и организм человека;

Разработать методы, направленные на снижение негативного влияния промышленных воздушных загрязнителей на организм человека.

Обосновать полученные результаты мониторинга.

Проведенные исследования показывают, что главной причиной загрязнения атмосферного воздуха города Докучаевска являются увеличение в атмосфере количества химических веществ и пыли известняка. Эти загрязняющие вещества являются результатом добычи и переработки природных ресурсов на ДФДК. Также на ухудшение ситуации влияет антропогенный фактор: увеличение количества транспорта, сжигание бытовых отходов, отсутствие зеленых насаждений. Показатели концентрации вредных веществ двух исследуемых территорий, существенно отличались, на что влияло множество факторов: расстояние от техногенной территории, защитные насаждения растений, наличие растений различных жизненных форм.

Газообразные загрязняющие вещества могут проникать в организм человека через органы дыхания, органы пищеварения, а также кожу и слизистые оболочки. Загрязнение воздуха является главной причиной онкологических заболеваний. Увеличение предельно допустимых концентраций может привести к ухудшению здоровья или даже к летальному исходу.

Химические вещества, как диоксид серы, окисляясь кислородом воздуха до SO 3 , а оксид азота до NO 2, в верхних слоях атмосферы взаимодействуют с парами воды, которые выпадают на поверхность земли в виде кислотных дождей. При этом изменяется кислотность почв и их плодородность.

«ВВЕДЕНИЕ» 7

РАЗДЕЛ I. Теоретические основы взаимосвязи атмосферы и человечества. 9

1.1 Основные характеристики атмосферы. 9

1.2. Горно-добывающая промышленность - как основной техногенный загрязнитель. 12

РАЗДЕЛ II. Научно-исследовательская работа по выявлению воздушных загрязнителей в атмосферном воздухе. 14

2.1. Сущность и положения исследования. 14

2.2. Характеристика загрязнителей и методы борьбы с ними. 15

«ВЫВОДЫ» 20

Список литературы 21

Приложения………………………………………………………………………………23

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ДФДК - Докучаевский флюсо-доломитный комбинат

ДОФ - Дробильно-обогатительная фабрика

ПДК - предельно допустимая концентрация

«ВВЕДЕНИЕ»

Актуальность проблемы. В результате техногенного развития в атмосферу постоянно выбрасываются химические соединения, которые неблагоприятно влияют на здоровье горожан и изменяют структурно-функциональную организацию экосистем нашего города. Наличие крупных промышленных предприятий, интенсивный прирост транспортных средств, деятельность человека - все это влияет на качество нашего воздуха.Город Докучаевск являетсясердцем по добыче доломитов всей Донецкой области, что в свою очередь неблагоприятно сказывается на качестве воздуха и количестве загрязнителей в нем. При открытой добыче доломитов на Докучаевском флюсо-доломитном комбинате, в воздушную среду постоянно попадают вещества разных фракций, что приводит к загрязнению и ухудшению экологической ситуации нашего города. Мониторинг полученных проб воздуха, в двух зонах города, позволил более тщательно изучить проблему загрязненности и продолжить исследование по динамике влияния в положительную или отрицательную стороны.

Объектом исследования является уровень загрязненности воздуха двух зон («Докучаевский зоосад» и ДОФ -1 ДФДК) города Докучаевска за I квартал 2015 года, дополнительные факторы, влияющие на интенсивность загрязнения, и пути решения данной проблемы.

Предметом исследования является разнообразие загрязняющих веществ, в том числе основного загрязнителя известковой пыли, полученной в результате добычи доломитов на Докучаевском флюсо-доломитном комбинате.

Целью работы выступает проведение комплексного исследования с оценкой влияния воздушных загрязнителей окружающей среды города Докучаевска, при добыче доломитов открытым путем.

Для ее реализации решались следующие задачи :

более детально изучить загрязняющие вещества, выбрасываемые при добыче доломитов на флюсо-доломитном комбинате города Докучаевска;

оценить характер загрязнения окружающей среды за период I квартала 2015 года в промышленной зоне предприятия ДОФ-1 и санитарно-защищенной зоне «Докучаевский зоосад»;

выявить негативное влияние загрязнителей на структуру экосистемы, общее состояние здоровья жителей проживающих в Докучаевске;

разработать методы, направленные на снижение негативного влияния промышленных воздушных загрязнителей.

Научные положения.

1. Воздействие воздушных загрязнителей приводит к существенному изменению структуры экосистемы, отрицательно влияет на общее состояние атмосферы.

2. Загрязняющие вещества по своей природе могут делиться на различные фракции и быть в разных агрегатных состояниях, что приводит к образованию соединений более токсичных для человека.

3. Мониторинг воздушных проб поможет более детально изучить качества загрязнителей и в дальнейшем разработать методы борьбы с ними.

4. Дополнительные воздушные загрязнители также оказывают негативное влияние на атмосферу, разрушая ее структуру или изменяя ее химический состав.

5. Повышенные концентрации загрязняющих веществ могут привести к необратимым процессам в экосистемах и уничтожить живые организмы.

РАЗДЕЛ I. Теоретические основы взаимосвязи атмосферы и человечества.

1.1 Основные характеристики атмосферы.

С развитием человеческой цивилизации и научно-технического прогресса проблема отношения между природой и обществом постоянно обостряется. Резкое увеличение за последние столетия промышленного и сельскохозяйственного производства, развитие транспорта, энергетики, химизация, возрастание урбанизации негативно влияют на окружающую среду. Следствием негативных последствий научно-технического прогресса являются:

Загрязненность атмосферного воздуха, водоемов,

Деградация грунтового покрытия,

Снижение запасов природных ресурсов,

Нарушение стабильности экологических систем и многое другое.

Наиважнейшей проблемой сегодняшнего дня с этой точкой зрения является наступление экологического кризиса, а затем и экологической катастрофы. Рассмотрим один из факторов негативного воздействия - это загрязнение атмосферного воздуха отходами горно-добывающего производства.

Основным источником загрязнения воздуха в нашем городе является предприятие, связанное с добычей доломита открытым путем. Горная промышленность - является одним из основных загрязнителей окружающей природной среды. Существенный вред природе наносят не только техногенные выбросы предприятий этой отрасли, но и складирование их отходов производства, а также сброс отработанных сточных вод. В результате длительного поступления в атмосферу техногенных выбросов металлургических предприятий, особенно пыли.

Именно атмосфера выступает объектом исследования, так как ее воздействие является самым значимым для развития жизни на Земле. Давайте рассмотрим ее основные характеристики.

Атмосфера - воздушная оболочка Земли, состоящая из смеси газов, в которой преобладают азот и кислород. Масса атмосферы составляет 5·1018 тонн. Характеристикой атмосферы является атмосферное давление, которое определяется высотой местности над поверхностью моря, а также состоянием атмосферы, т.е. наличием области низкого давления - циклона или области высокого давления - антициклона. Изменение атмосферного давления в пределах 760-780 мм рт. ст. опасности для жизни человека не представляет. Атмосфера делится на слои, в которых в зависимости от высоты меняется температура. К атмосферным слоям Земли относятся:

Тропосфера (9-18 км);

Стратосфера (50-55 км);

Мезосфера (80-90 км);

Термосфера (90-800 км);

Зкзосфера (свыше 800 км).

В составе атмосферы также выделяют озоносферу. Этот слой находится на высоте 20-50 км и является щитом от ультрафиолетового излучения Солнца. В состав атмосферы по объему входят: азот 78%, кислород 21%, аргон 0,93%. На долю углекислого газа, неона, гелия и других газов, которые присутствуют в атмосфере, приходится не более 0,04%.

Температура атмосферного воздуха изменяется от -88 о С до +60 о С. Основным компонентом атмосферы является водяной пар (в атмосфере он составляет до 13 тыс. км 3) - основной источник формирования осадков.

Наличие в атмосфере водяного пара и двуокиси водорода защищает земную поверхность от чрезмерного охлаждения, создавая так называемый парниковый эффект. Если количество углекислого газа в атмосфере удвоится, то средняя температура на планете увеличится на 1,5-4,5 о С по сравнению с современной (15 о С), что приведет к экологической катастрофе (таяние ледников с глобальным затоплением материков планеты). Известно, что подъем уровня Мирового Океана на 6 м приведет к затоплению 1/6 суши Земли.

Большая угроза повисла над разрушением озонового слоя (тропосфера 11,2 м и стратосфера 39 км). Появились озоновые дыры над Антарктидой и Арктикой. Основной вклад в разрушение озонового слоя производят соединения водорода, азота, хлора, фреона. Области с уменьшенным содержанием озона (40-50%) называются озоновыми дырами. Уменьшение толщины слоя озона на 1% (средняя толщина слоя озона, приведенная к плотности воды, составляет 2,5 мм) приводит к увеличению потока губительного ультрафиолетового излучения на 2%,а, следовательно, заболевания людей раком кожи на 4%.

По оценочным данным техногенное разрушение озонового слоя в 2000 г. достигло - 3%, а к 2050 г. может достичь 10%. Кроме того, постоянное вымывание диоксидов серы и азота в тропосфере ведет к образованию кислотных дождей.

Источниками кислотных дождей являются газы, содержащие серу и азот. Наибольшую опасность кислотные осадки представляют при попадании в водоемы и почву, что приводит к уменьшению рН воды. При изменении рН воды меняется структура почвы и снижается ее плодородность.

Человечество не в силе остановить необратимые процессы разрушения атмосферы, но рациональный подход к технологическому процессу производства, озеленение техногенных территорий - все это может сократить пагубное влияние.

1.2. Горно-добывающая промышленность - как основной техногенный загрязнитель.

Горно-добывающая промышленность - является одним из основных загрязнителей окружающей среды. Масштабы и характер загрязнения связаны с технологиями добычи, их экологичностью, качеством и количеством используемого сырья, географическим положением комбината.

Одним из таких объектов является Докучаевский флюсо-доломитный комбинат - крупное горно-обогатительное предприятие по добыче и производству известняков, флюсов и доломитов открытым путем. Продукция комбината отгружается более 200 потребителям. Рыхление скального массива полезного ископаемого и скальной вскрыши производится буровзрывным способом. Переработка известняков и доломитов включает дробление и грохочение. Обжиг доломита производится в трех вращающихся печах при температуре 1700-1750 о С. Обожженный доломит дробится в дробилках и рассевается на вибрационных грохотах.

Географическое расположение комбината экономически выгодно для производства. Карьеры, которые занимают огромные территории земель, производственные помещения, фабрики по переработке. Большое количество технологических объектов, а именно дробильно-обогатительная фабрика №1, находится на смежных территориях с жилыми массивами. Техногенным объектом также стало русло реки Сухая Волноваха, вода которой откачивается при разработке территории карьера.

Технологический процесс добычи флюса и доломита пагубно влияет на окружающую среду, особенно работа обжигательных печей и дробильных установок, которая сопровождается выделением значительного количества известковой пыли и газообразных загрязняющих веществ.

Газообразные загрязняющие вещества могут проникать в организм человека через органы дыхания, органы пищеварения, а также кожу и слизистые оболочки. Через дыхательные пути попадают пары, газо- и пылеобразные вещества, через кожу - преимущественно жидкие вещества. В желудочно-кишечный тракт вредные вещества попадают при заглатывании их, или при внесении в рот загрязненными руками.[ 6, с.204-207 ].

Химические вещества, выделяемые в атмосферу нашего города, являются раздражающими, так как вызывают раздражение дыхательных путей и слизистых оболочек организма. Загрязняющие вещества принято разделять на химические вещества и промышленную пыль.

Проведем научное исследование по выявлению воздушных загрязнителей, полученных при добыче флюсов и доломитов, их влиянию на окружающую среду и организм человека.

РАЗДЕЛ II. Научно-исследовательская работа по выявлению воздушных загрязнителей в атмосферном воздухе.

2.1. Сущность и положения исследования.

Для изучения и оценки негативных последствий техногенного воздействия возникла необходимость организации специальной системы методов наблюдения и анализа окружающей среды. Такую систему исследования еще называют мониторинг.

Задачей нашего исследования являлось проведение мониторинга приземного слоя атмосферы в двух зонах города Докучаевска, которые отличаются по дальности расположения от промышленного комбината. Первая территория исследования - это санитарно-защищенная зона «Докучаевский зоосад», которая искусственно озеленена, постоянно облагораживается. И вторая зона - это территория дробильно-обогатительной фабрики №1, ул. Октябрьская строение 3, смежная территория между началом жилого массива и непосредственно производственными строениями.

Цели исследования:

1. Выявить воздушные загрязнители, их количественный состав на двух исследуемых зонах («Докучаевский зоосад» и территория дробильно-обогатительной фабрики №1) за период I квартал 2015 года;

2. Установить характер воздействия данных загрязнителей на окружающую среду и организм человека;

3. Разработать методы, направленные на снижение негативного влияния промышленных воздушных загрязнителей на организм человека.

4. Обосновать полученные результаты мониторинга;

2.2. Характеристика загрязнителей и методы борьбы с ними.

Исследовательский мониторинг проводился благодаря Центральной лаборатории ДФДК, которая помогла произвести забор воздушных проб и ознакомила с предельно допустимыми нормами загрязнителей воздуха. Для оценки химического состава выбросов и распространения известняковой пыли были использованы полотнища хлопчатобумажной ткани, которыми обвязывали на высоте 2,5-3 м стволы деревьев двух исследуемых зон, расположенных на разном удалении от источника загрязнения. Пробоподготовку образцов и процедуру химического анализа проводили в Центральной лаборатории комбината.

В результате обработки полученных результатов воздушных проб выявили, что основными загрязнителями производства являются: диоксид азота (NO 2), диоксид серы (SO 2), сероводород (H 2 S), пыль известняка. Полученные результаты занесены в «табл. 1.1 и 1.2».

Рассматривая первую зону исследования Докучаевский зоосад, выявили, что уровень загрязненности атмосферного воздуха отличается от второй зоны. Количество загрязняющих веществ не выходит за рамки предельно допустимых концентраций «см. табл.1.1».

Вторая зона исследования - территория дробильно-обогатительной фабрики №1, показала превышение допустимых концентраций загрязняющих веществ в несколько раз «см. табл.1.2».

Устанавливаем характер воздействия данных загрязнителей, полученных в результате исследования на окружающую среду и организм человека.

Под влиянием воздушных загрязнителей горно-добывающего производства происходят изменения физико-химических параметров почв. Так, во второй зоне наибольшего загрязнения (ДОФ-1) увеличится значение кислотности почв и изменение рН среды. Наблюдался резкий перепад температур в течение квартала от +10 о С до -18 о С, что свидетельствует о чрезмерных выбросах углекислого газа в атмосферу. При уменьшении атмосферного давления снижается плотность воздуха, что вызывает слабость, сонливость, галлюцинации. Увеличение атмосферного давления воздуха повышает растворимость азота в физиологических средах человека, (при резком уменьшении давления происходит резкое выделение растворенного азота и закупорке им кровеносных сосудов). Наибольшую опасность представляют кислотные дожди, содержащие серу и азот, что при попадании в водоемы и почву приводит к уменьшению рН воды. При изменении рН воды меняется структура почвы и снижается ее плодородность.

А теперь рассмотрим влияние воздушных загрязнителей на здоровье человека. Наибольший вред человеку наносят следующие вещества: оксид углерода, оксиды азота, диоксид серы, сероводород и пыль известняка.

Диоксид углерода (СО 2)- бесцветный газ, без запаха, со слегка кисловатым вкусом. Легко пропускает ультрафиолетовые лучи, которые поступают на Землю от Солнца и обогревают ее. В то же время он поглощает испускаемые Землей лучи и является одним из парниковых газов, принимая участие в процессе глобального потепления.

Газ нетоксичен, но незначительные концентрации приводят к развитию у людей сонливости и слабости, очень активно взаимодействует с гемоглобином крови. Симптомы отравления следующие: сильные головные боли, стук в висках, изменение цвета кожи. При концентрации СО 2 0,4% возможно смертельное отравление .

Диоксид азота(NO 2 ) - газ, красно-бурого цвета, с характерным острым запахом или желтоватая жидкость. Оксиды азота ядовиты: раздражают слизистые оболочки, вызывают отек легких. Токсическое действие - через 4-6 ч, иногда

20-30 ч. Смертельным считается кратковременное вдыхание воздуха, содержащего 0,025% оксидов азота. Источники образования: двигатели внутреннего сгорания (особенно дизельные), сварочные и взрывные работы .

Диоксид серы (SO 2) - газ без цвета, с характерным резким запахом, кислый на вкус. Растворяется в воде с образованием сернистой кислоты. Очень токсичен: раздражает слизистые оболочки, может вызвать воспаление бронхов, отек гортани и легких. Опасная для жизни концентрация - 0,05%. Образуется при сжигании угля, выбрасывается предприятиями металлургической промышленности (доменное производство), предприятиями цветной металлургии, агломерационные фабрики. Чувствительность по отношению к диоксиду серы весьма различна у отдельных людей, животных и растений. Наиболее устойчивы - береза и дуб, меньше устойчивы - роза, сосна, ель. Выпадая с осадками образует кислотный дождь.

Сероводород (H 2 S) - газ без цвета, со сладковатым вкусом и запахом тухлых яиц. Горит, образует взрывоопасные смеси (6%). Ядовит: раздражает слизистые оболочки, вызывает психическую депрессию, нарушение зрения и коньюктивит. Опасной для жизни является концентрация 0,1% .

Пыль известняка - достаточно распространенный опасный и вредный загрязнитель, характерен для горнодобывающей промышленности, металлургии, сельского хозяйства. В зависимости от физиологического влияния на организм человека пыль бывает токсичной и фиброгенного действия. Длительное влияние пыли фиброгенного действия приводит к различным заболеваниям (бронхиты, пневмокониозы). Фиброгенное воздействие, при котором в легких происходит разрастание соединительных тканей, которое нарушает нормальное строение и функцию органа .

Методы, направленные на снижение негативного влияния промышленных воздушных загрязнителей:

Внедрение технологических процессов и оборудования, исключающих образование вредных веществ или их попадание в атмосферу;

Использование экологически чистых веществ, использование энерго- и ресурсосберегающих технологий, надежной герметизации оборудования и систем, механизации и автоматизации производственных процессов;

Расположение производственных сооружений за чертой города или вдалеке от жилых массивов, частичная изоляция производства;

Рациональные методы построек, наличие санитарно-защитных зон, размещение автодорог за чертой города. Необходимо также исключение сгорания растительных остатков, бытовых и промышленных отходов;

Высаживание более выносливых жизненных форм растений к данным загрязнителям для обеспечения как улавливателей, так и производителей чистого кислорода.

Проведя мониторинг двух исследуемых зон, пришли к выводу:

В воздушных выбросах горно-добывающего производства ДФДК присутствует большое количество загрязнителей, основными из которых являются диоксид азота, диоксид серы, сероводород и пыль известняка. Концентрация загрязнителей пропорционально зависит от расстояния к источнику загрязнения;

К основным источникам загрязнения воздуха также относят транспорт и отопление жилых помещений твердым топливом (углем и древесиной). Концентрации завышены в течение зимнего сезона (декабрь, январь и февраль),

Причиной многих заболеваний дыхательной системы жителей являются выбросы пыли известняка, диоксид серы и диоксид азота, которые выделяются в процессе горно-добывающего производства. Длительное влияние которых приводит к нарушению строения и функциональности легких.

Скопление загрязняющих веществ и пыли создает свой микроклимат - уплотняющийся слой диоксида углерода, который свободно пропускает солнечную радиацию и наоборот задерживает возврат теплового излучения в верхние слои атмосферы. В связи с этим в нижних слоях атмосферы возможно повышение температуры.

«ВЫВОДЫ»

Проведенные исследования показывают, что главной причиной загрязнения атмосферного воздуха города Докучаевска является увеличение в атмосфере количества химических веществ и пыли известняка. Эти загрязняющие вещества являются результатом добычи и переработки природных ресурсов на ДФДК. Но также на ухудшение ситуации влияет антропогенный фактор: увеличение транспорта, отопление жилых помещений, сжигание бытовых отходов, недостаток растительных насаждений. Показатели концентрации вредных веществ, двух исследуемых территорий существенно отличались, на что влияло множество факторов: расстояние от техногенной территории, защитные насаждения растений, наличие растений различных жизненных форм.

Газообразные загрязняющие вещества могут проникать в организм человека как через органы дыхания, органы пищеварения, а также кожу и слизистые оболочки. В желудочно-кишечный тракт попадают при заглатывании их, или при внесении в рот загрязненными руками. Загрязнение воздуха является главной причиной онкологических заболеваний. Увеличение предельно допустимых концентраций может привести к ухудшению здоровья или даже к летальному исходу.

Химические вещества как диоксид серы окисляясь с кислородом воздуха до SO 3 , а оксид азота до NO 2 в верхних слоях атмосферы, взаимодействуют с парами воды, которые выпадают на поверхность земли в виде кислотных дождей. При этом изменяется кислотность почв и их плодородность.

Проблема актуальна в эпоху научно-технического прогресса, требует более детального рассмотрения. Практически все промышленные города Донецкой области имеют высокий уровень загрязнения атмосферного воздуха. Ежегодно горно-добывающая промышленность выбрасывает тонны воздушных выбросов, что может привести к глобальной катастрофе.

Список литературы

Аверкиев М.С. Метеорология. М.,1960.-170с.

Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия.- М.: Высшая школа, 2001.-260с.

Будыко М.И., Кондратьев К.Я. Атмосфера Земли // Большая Советская Энциклопедия. 3-е изд. / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Советская Энциклопедия, 1970. — Т. 2. Ангола — Барзас. — С. 380—384.

4. Вукалович М.П., Алтунин В.В. Технологические свойства двуокиси углерода- М.: Атомиздат, 1965.-456с.

5. Гусакова Н.В. «Химия окружающей среды», Ростов-на-Дону:Феникс, 2004, -192с.

Желиба Е.П. «Безопасность. Жизнедеятельность». Учебник - Киев, 2001. - С. 54-71, 142-151, 204-207, 227-230.

Касьянов Н.А. «Безопасность жизнедеятельности». Конспекты лекций. - Луганск: ВНУ, 1998.

Кнунянц И.Л. и др. Химическая энциклопедия -М.: Советская энциклопедия, 1988- Т.1.-623с.

Лапин В.М. Безопасность жизнедеятельности человека. Учебник. - Львов, 1998. - С. 5 - 42.

Мониторинг фонового загрязнения природных сред. в. 1, Л., 1982.

Парин В.В., Ф. П. Космолинский Ф.П., Душков Б.А. «Космическая биология и медицина» (издание 2-е, переработанное и дополненное), М.: «Просвещение», 1975, 223 с.

Русак О.Н. Безопасность жизнедеятельности. - С.-Петербург, 2001. - С. 150-151, 168-173.

Уорк K., Уорнер С. Загрязнение воздуха. Источники и контроль, пер. с англ., М.. 1980.

Филлипс Л., МакИвен М. Химия атмосферы, М., 1978;

[Электронный ресурс]: www.ukr-prom.com/firm-2591/