Экологические катастрофы

Антропогенные процессы загрязнения  воздушного бассейна в большинстве  случаев поддаются управлению. Однако борьба с трансграничными переносами загрязняющих веществ в атмосфере  может успешно вестись лишь при  условии тесного международного сотрудничества, что представляет определенные трудности по разным причинам. Очень  сложно оценивать и прогнозировать состояние атмосферного воздуха, когда  на него воздействуют и природные, и  антропогенные процессы. Особенности  такого взаимодействия пока еще изучены  слабо.

Экологическая практика в России и  за рубежом показала ,что её неудачи связаны с неполным учетом негативных воздействий, неумением выбрать и оценить главные факторы и последствия, низкой эффективностью использования результатов натурных и теоретических экологических исследований при принятии решений, недостаточной разработанностью методов количественной оценки последствий загрязнения приземной атмосферы и других жизнеобеспечивающих природных сред.

Оценка и тем более прогноз  состояния приземной атмосферы  являются очень сложной проблемой. В настоящее время ее состояние  оценивается главным образом  по нормативному подходу. Величины ПДК  токсических химических веществ  и другие нормативные показатели качества воздуха приведены во многих справочниках и руководствах.

Во всех развитых странах приняты  законы об охране атмосферного воздуха. Они периодически пересматриваются с учетом новых требований к качеству воздуха и поступления новых  данных о токсичности и поведении  загрязняющих веществ в воздушном  бассейне. В США сейчас обсуждается  уже четвертый вариант закона о чистом воздухе. Борьба идет между  сторонниками охраны окружающей среды  и компаниями, экономически не заинтересованными  в повышении качества воздуха. 4 мая 1999 года вступил в силу закон №96-ФЗ »Об охране атмосферного воздуха», который до настоящего времени периодически дорабатывается. Улучшение качества воздуха на территории России имеет  важное социально-экономическое значение.

Это обусловлено многими причинами  и прежде всего неблагополучным  состоянием воздушного бассейна мегаполисов, крупных городов и промышленных центров, в которых проживает  основная часть квалифицированного и трудоспособного населения.

Глава 2. Природные и антропогенные  загрязнения воды

Вода - одна из наиболее важных жизнеобеспечивающих  природных сред, образовавшихся в  результате эволюции Земли. Она является составной частью биосферы и обладает целым рядом аномальных свойств, влияющих на протекающие в экосистемах  физико-химические и биологические  процессы.

Физические свойства воды отличают ее от всех тел, они аномальны. К таким  свойствам относятся очень высокие  и максимальные среда жидкостей  теплоемкость, теплота плавления  и теплота испарения, поверхностное  натяжение, растворяющая способность  и диэлектрическая проницаемость, прозрачность. Кроме того, для воды характерна повышенная миграционная способность, имеющая важное значение для ее взаимодействия с определёнными природными средами.

В связи с непрерывно возрастающим загрязнением поверхностных вод  подземные воды становятся практически  единственным источником хозяйственно-питьевого  водоснабжения населения. Поэтому  их охрана от загрязнения и истощения, рациональное использование имеют  стратегическое значение.

Положение усугубляется тем, что пригодные  для питья подземные воды залегают в самой верхней, наиболее подверженной загрязнению части артезианских бассейнов и других гидрогеологических структур, а реки и озера составляют всего 0,019 % общего объёма воды. Вода же хорошего качества требуется не только для питьевых и культурно-бытовых  нужд, но и для многих отраслей промышленности.

Таблица 3. Распределение водопотребления  в границах России

Опасность загрязнения подземных  вод заключается в том, что  подземная гидросфера (особенно артезианские бассейны) является конечным резервуаром  накопления загрязнителей как поверхностного, так и глубинного происхождения.

Всякий водоем или водный источник связан с окружающей его внешней  средой. На него оказывают влияние  условия формирования поверхностного или подземного водного стока, разнообразные  природные явления, индустрия, промышленное и коммунальное строительство, транспорт, хозяйственная и бытовая деятельность человека. Последствием этих влияний  является привнесение в водную среду  новых, несвойственных ей веществ - загрязнителей, ухудшающих качество воды. Природные  воды могут быть загрязнены самыми различными примесями, разделяющимися на группы по их биологическим и  физико-химическим свойствам.

К первой группе относятся вещества, растворяющиеся в воде и находящиеся  в молекулярном или ионном состоянии (это две разные подгруппы). Вторая группа- это те вещества, которые образуют с водой взвеси или коллоидные системы (это также две разные подгруппы). В коллоидном состоянии могут быть минеральные или органические частицы, нерастворимые формы гумуса и отдельные вирусы. Взвесями же являются чаще всего планктон, бактерии и нерастворимые мельчайшие твердые частицы.

Наиболее важными антропогенными процессами загрязнения воды являются стоки с промьшленно-урбанизированных и сельскохозяйственных территорий, выпадение с атмосферными осадками продуктов антропогенной деятельности. Эти процессы загрязняют не только поверхностные воды, но и подземную гидросферу, Мировой океан.

Загрязнителями пресных и морских  вод являются разнообразные химические соединения, токсичные для обитателей водной среды. Это соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома, меди, фтора. Большинство из них попадает в  воду в результате человеческой деятельности. Тяжелые металлы поглощаются  фитопланктоном, а затем передаются по пищевой цепи более высокоорганизованным организмам.

Среди вносимых в океан с суши растворимых веществ большое  значение для обитателей водной среды  имеют не только минеральные и  биогенные элементы, но и органические остатки. Вынос в океан органического вещества оценивается в 300 - 380 млн.т./год. Сточные воды, содержащие суспензии органического происхождения или растворенное органическое вещество, пагубно влияют на состояние водоемов. Осаждаясь, суспензии заливают дно и задерживают развитие или полностью прекращают жизнедеятельность данных микроорганизмов, участвующих в процессе самоочищения вод. При гниении данных осадков могут образовываться вредные соединения и отравляющие вещества, такие как сероводород, которые приводят к загрязнению всей воды в реке. Наличие суспензий затрудняют также проникновение света в глубь воды и замедляет процессы фотосинтеза.

Нарастающее загрязнение водоемов и водостоков наблюдается во всех промышленных странах. Информация о  содержании некоторых органических веществ в промышленных сточных водах предоставлена в таблице №4.

Таблица 4

В связи с быстрыми темпами урбанизации  и несколько замедленным строительством очистных сооружений или их неудовлетворительным состоянием водные бассейны и почва  загрязняются бытовыми отходами. Особенно ощутимо загрязнение в водоемах с замедленным течением или непроточных (водохранилища, озера).

Разлагаясь в водной среде, органические отходы могут стать средой для  патогенных организмов. Вода, загрязненная органическими отходами, становится практически непригодной для  питья и других надобностей. Бытовые  отходы опасны не только тем, что являются источником некоторых болезней человека (брюшной тиф, дизентерия, холера), но и тем, что требуют для своего разложения много кислорода. Если бытовые  сточные воды поступают в водоем в очень больших количествах, то содержание растворимого кислорода  может понизиться ниже уровня, необходимого для жизни морских и пресноводных организмов.

Нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенными загрязняющими  веществами в Мировом океане. Наибольшие потери нефти связаны с ее транспортировкой из районов добычи. Аварийные ситуации, слив за борт танкерами промывочных  и балластных вод, - все это обуславливает  присутствие постоянных полей загрязнения  на трассах морских путей. Отмечается тенденция увеличения этих аварий в  последнее десятилетие. Мало того, что  продукты разложения нефти чрезвычайно  токсичны, так нефтяная пленка, изолирующая  воду от воздуха, приводит к гибели живых организмов в воде.

Многие страны, имеющие выход  к морю, производят морское захоронение  различных материалов и веществ, в частности грунта, вынутого при  дноуглубительных работах, бурового шлака, отходов промышленности, строительного  мусора, твердых отходов, взрывчатых и химических веществ, радиоактивных  отходов. Объем захоронений составил около 10% от всей массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой  океан.

Основанием для дампинга в море служит возможность морской среды  к переработке большого количества органических и неорганических веществ  без особого ущерба воды. Однако эта способность не беспредельна.

Поэтому дампинг рассматривается  как вынужденная мера, временная  дань общества несовершенству технологии. Сброс материалов дампинга на дно  и длительная повышенная мутность приданной  воды приводит к гибели от удушья малоподвижные  формы бентоса. У выживших рыб, моллюсков  и ракообразных сокращается скорость роста за счет ухудшения условий  питания и дыхания. Нередко изменяется видовой состав данного сообщества.

При организации системы контроля над сбросами отходов в море решающее значение имеет определение районов  дампинга, определение динамики загрязнения  морской воды и донных отложений. Для выявления возможных объемов  сброса в море необходимо проводить  расчеты всех загрязняющих веществ  в составе материального сброса.

Оценка состояния водной среды  по нормативному подходу осуществляется путем сравнения присутствующих в ней загрязняющих веществ с  их ПДК и другими нормативными показателями, принятыми для объектов хозяйственно-питьевого, культурно-бытового водопользования.

Такие показатели начинают разрабатываться  не только для выявления избыточного  количества загрязняющих веществ, но и  для установления дефицита в питьевой воде жизненно важных (эссенциальных) химических элементов. В частности, такой показатель в отношении селена имеется для стран ЕЭС.

Всеобщие усилия должны быть направлены главным образом на минимизацию  негативных последствий.

Глава 3. Загрязнение почвы

Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы Земли. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере. Он выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений. Если это  звено биосферы будет разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится. Именно поэтому  чрезвычайно важно изучение глобального  биохимического значения почвенного покрова, его современного состояния и  изменения под влиянием антропогенной  деятельности.

К особо опасным последствиям влияния  человека на почвы следует отнести  ускоренную эрозию, загрязнение чужеродными  химическими веществами, засоление, заболачивание, изъятие почв под  различные сооружения. Причины этого, прежде всего, в потребностях индустрии, расширении транспортной сети и других антропогенных факторов.

Ущерб, наносимый почвам в результате нерационального использования  земель, принял угрожающий характер. Уменьшение площадей плодородных почв происходит во много раз быстрее, чем их образование.

Одним из видов антропогенного воздействия  является загрязнение пестицидами. Открытие пестицидов - химических средств  защиты растений и животных от различных  вредителей и болезней - одно из важнейших  достижений современной науки. Однако в результате длительного применения пестицидов в сельском хозяйстве  почти повсеместно отличается снижение из эффективности вследствие развития резистентных рас вредителей и распространению "новых" вредных организмов, естественные враги и конкуренты которых были уничтожены пестицидами.

В то же время действие пестицидов стало проявляться в глобальных масштабах. Из громадного количества насекомых  вредными являются лишь 0,3% или 5 тыс. видов. У 250-ти видов обнаружена резистентность к пестицидам. Это усугубляется явлением перекрёстной резистенции, заключающейся в том, что повышенная устойчивость к действию одного препарата сопровождается устойчивостью к соединениям других классов.

С общебиологических позиций резистентность можно рассматривать как смену популяций в результате перехода от чувствительного штамма к устойчивому штамму того же вида вследствие отбора, вызванного пестицидами. Это явление связано с генетическими, физиологическими и биохимическими перестройками организмов. Неумеренное применение пестицидов (гербицидов, инсектицидов, дефолиантов) негативно влияет на качество почвы. В связи с этим усиленно изучается судьба пестицидов в почвах и возможности их обезвреживать химическими и биологическими способами.

Отрицательное влияние на почвенно-растительный покров оказывает выпадение кислотных  атмосферных осадков, вымывающих кальций, гумус и микроэлементы из почв, нарушая процессы фотосинтеза, приводящих к замедлению роста гибели растений. Высокая чувствительность деревьев (особенно березы дуба) к загрязнению  воздуха выявлена давно. Совместное действие их факторов приводит к заметному  уменьшению плодородия почв и исчезновению лесов. Кислотные атмосферные осадки рассматриваются сейчас как мощный фактор не только выветривания горных пород и ухудшения качества несущих  грунтов, но и химического разрушения техногенных объектов, включая памятники  культуры и наземные линии связи. Выяснилось, что кислотные дожди  оказывают многоплановое воздействие  на окружающую среду и являются результатом  самоочищения (промывания) атмосферы. Основные кислотные агенты - разбавленные серная и азотная кислоты, образующиеся при реакциях окисления оксидов  серы и азота с участием пероксида водорода. Во многих экономически развитых странах в настоящее время реализуются программы по решению проблемы кислотных атмосферных осадков.