Источники и уровни загрязнения литосферы

Источники и уровни загрязнения  литосферы. 

Литосфера загрязняется жидкими и твердыми загрязняющими  веществами и отходами. Установлено, что ежегодно на одного жителя Земли  образуется одна тонна отходов, в  том числе более 50 кг полимерных, трудноразлагаемых.

Источники загрязнение  почвы могут быть классифицированы следующим образом: 
1. Жилые дома и коммунально-бытовые предприятия.

В составе загрязняющих веществ этой категории источников преобладают бытовой мусор, пищевые  отходы, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода и т.п. Все это собирается и вывозится на свалки. Для крупных городов сбор и уничтожение бытового мусора на свалках превратили в трудноразрешимую проблему. Простое сжигание мусора на городских свалках сопровождается выделением ядовитых веществ. При сжигании таких предметов, например, хлорсодержащих полимеров, образуются сильно токсичные вещества - диоксиды. Несмотря на это, в последние годы разрабатываются способы уничтожения бытового мусора сжигания. Перспективным способом считается сжигание такого мусора над горячими расплавами металлов.

2. Промышленные предприятия.

В твердых и  жидких промышленных отходах постоянно  присутствуют вещества, способные оказывать  токсическое воздействие на живые  организмы и растения. Например, в отходах металлургической промышленности обычно присутствуют соли цветных тяжелых металлов. Машиностроительная промышленность выбрасывает в окружающую природную среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия; при производстве пластмасс и искусственных волокон образуются отходы, содержащие фенол, бензол, стирол; при производстве синтетических каучуков в почву попадают отходы катализаторов, некондиционные полимерные сгустки; при производстве резиновых изделий в окружающую среду поступают пылевидные ингредиенты, сажа, которые оседают на почву и растения, отходы резинотекстильных и резиновых деталей, а при эксплуатации шин – изношенные и вышедшие из строя покрышки, автокамеры и ободные ленты. Хранение и утилизация изношенных шин в настоящее время являются еще нерешенными проблемами, так как при этом часто происходит сильные пожары, которые очень трудно тушить. Степень утилизации изношенных шин не превышает 30% от общего их объема.

3. Транспорт.

При работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды, оксид углерода, сажа и другие вещества, оседающие на поверхность земли или поглощаемые растениями. В последнем случае эти вещества также попадают в почву и вовлекаются в круговорот, связанный с пищевыми цепями.

4. Сельское хозяйство.

Загрязнение почвы  в сельском хозяйстве происходит вследствие внесения огромных количеств  минеральных удобрений и ядохимикатов. Известно, что в составе некоторых  ядохимикатов содержится ртуть.

Рассмотрим более  подробно загрязнение почвы тяжелыми металлами и ядохимикатами.

5. Загрязнение почвы тяжелыми металлами.

Тяжелыми металлами  называют цветные металлы, плотность  которых больше плотности железа. К ним относятся свинец, медь, цинк, никель, кадмий, кобальт, хром, ртуть.

Особенностью  тяжелых металлов является то, что  в небольших количествах почти  все они необходимы для растений и живых организмов. В организме  человека тяжелые металлы участвуют  в жизненно важных биохимических  процессах. Однако превышение допустимого  их количества приводит к серьезным заболеваниям.

Тяжелые металлы  накапливаются в почве и способствуют постепенному изменению ее химического  состава, нарушению жизнедеятельности  растений и живых организмов. Из почвы тяжелые металлы могут  попасть в организм животных и людей и вызывать нежелательные последствия.

Установлено, что  ртуть в почву поступает с  некоторыми пестицидами, бытовыми отходами и вышедшими из  строя измерительными приборами. Например, одна люминесцентная лампа содержит 80 мг ртути. Суммарные неконтролируемые выбросы ртути составляют 4-5 тыс. т/год. Предельно допустимая концентрация ртути в почве составляет 2,1 мг/кг. При постоянном поступлении ртути в организм в малых количествах происходит поражение нервной системы, приводящей к легкой возбудимости и ослаблению памяти.

Весьма токсичным  для живых организмов является свинец. Из каждой тонны добываемого свинца до 25кг его поступает в окружающую среду. Огромное количество свинца выделяется в атмосферу вместе с выхлопными газами автомобилей при сжигании этилированного бензина, так как 1 л бензина содержит до 0,5г тетраэтилсвинца. Загрязнение почвы и растений свинцом вдоль автомобильных дорог распространяется на расстояние до 200 метров. Предельно допустимая концентрация свинца в почве равно 32 мг/кг. Превышение этого показателя увеличивает вероятность попадания свинца в организм человека через сельскохозяйственные продукты, что может привести к поражению центральной нервной системы, печени, почек и мозга. В промышленных районах содержание свинца в почве в 25-27 раз больше, чем в сельскохозяйственных.

Загрязнение почвы  медью и цинком ежегодно составляет 35 и 27 кг/км соответственно. Повышение  концентраций этих металлов в почве  приводит к замедлению роста растений и снижению урожайности сельскохозяйственных культур.

Большую опасность  для человека представляет накопление в почве кадмия. В природе кадмий находится в почве и в воде, а также в тканях растений. Всемирная  организация здравоохранения рекомендовала  ограничение дозы кадмия, поступающего с пищей в организм человека, до 70 мкг в сутки. Потребляя пищу, содержащую повышенные дозы кадмия, приводит к деформации скелета, снижению роста и сильным болевым ощущениям в пояснице.

6. Загрязнение почвы пестицидами.

Почва загрязняется также при использовании в  сельском хозяйстве пестицидов. Известно, что нормальный рост растений определяется различными физическими, химическими и биологическими процессами, которые протекают в почве. При попадании в почву пестициды могут быть включены в эти процессы с их накоплением в растениях. Кроме того, они сохраняют устойчивость в почве длительное время, что также обуславливает их накопление в пищевых цепях.

Пестициды, или  ядохимикаты, по назначению подразделяются на следующие группы:

·        инсектициды, представляющие собой химикаты для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур (тиофос, метафос, карбофос, хлорофос, карбаматы);

·        гербициды, предназначенные для борьбы с сорными травами (амины, карбаматы, триазины);

·        фунгициды, или химикаты для борьбы с грибковыми болезнями растений (бензимидазолы, морфолины, дитиокарбаматы, тетраметилтиурамдисульфид);

·        регуляторы роста растений;

·        дефолианты, вызывающие преждевременное старение листьев растений. Они широко применяются при механизированной сборке хлопка для ускорения опадения листьев у хлопчатника.

Дефолианты применялись  во время войны во Вьетнаме для  оголения джунглей. Это позволяло  американской авиации обнаружить военные  базы вьетнамских партизан.

Одним из первых пестицидов был печально известный ДДТ – дифенилдихлортрихлорэтан. Впервые он был синтезирован немецким химиком П.Мюллером. Этот препарат обладал высокоэффективными инсектицидными свойствами и поэтому долгое время успешно применялся против малярийных комаров, клещей, вшей. В 1944-1946 годах с помощью ДДТ успешно подавляли очаги сыпного тифа в Неаполе и малярии в некоторых провинциях Италии. В СССР с помощью ДДТ был уничтожен клещ, переносящий таежный энцефалит. Все это в свое время послужило причиной присуждения П. Мюллеру Нобелевской премии. Однако много позже обнаружилось, что ДДТ обладая высокой устойчивостью в природной среде, способен накапливаться в пищевых цепях и наносить существенный вред животному миру. Попадая в организм человека, ДДТ аккумулируется в мозге и действует как нервный яд. При этом нормальное функционирование мозга может быть нарушено.

Применение ДДТ  в настоящее время запрещено, но предполагают, что в биохимическом  круговороте количество ДДТ в  настоящее время составляет около 1 млн.т.

Необходимость применения пестицидов в сельском хозяйстве  обусловлена тем, что без них  урожайность сельскохозяйственных культур резко падает и составляет лишь 20-40% от возможной при их применении. Трудно себе представить уничтожение  колорадского жука на картофельных плантациях без применения пестицидов.

7. Загрязнение литосферы при захоронении радиоактивных отходов.

В процессе ядерной  реакции на атомных электростанциях  лишь 0,5-1,5% ядерного топлива превращается в тепловую энергию, а остальная  часть(98,5-99,5%) выгружается из атомных реакторов в виде отходов. Эти отходы представляют собой радиоактивные продукты расщепления урана - плутоний, цезий, стронций и другие. Если учитывать, что загрузка ядерного топлива в реакторе составляет 180 т, то утилизация и захоронение отработанного ядерного представляют собой труднорешимую проблему.

Ежегодно в  мире при производстве электроэнергии на атомных электростанциях образуется около 200 тыс. м3 радиоактивных отходов с низкой и промежуточной активностью и 10 тыс. м3 высокоактивных отходов и отработанного ядерного топлива.

Радиоактивные отходы бывают жидкими и твердыми. В зависимости от агрегатного  состояния изменяются условия их захоронения.

Высокоактивные  жидкие радиоактивные отходы, способные  к взрыву, в виде азотнокислых водных растворов хранят в аппаратах объемом до нескольких кубометров с двойными стенками из нержавеющей стали и с мешалкой.

Жидкие высокоактивные радиоактивные отходы, не способные  к взрыву хранятся в могильниках, которые состоят из шахт и помещений для хранения.

В настоящее  время одним из безопасных способов устранения опасности радиоактивного излучения твердых ядерных отходов  является их захоронение. Твердые радиоактивные  отходы хоронят в специальных  контейнерах в подземных штольнях, тоннелях. К ним предъявляются особые требования при транспортировке к месту захоронения. Проблема транспортировки радиоактивных отходов особенно.

Установление  предельно допустимых концентраций вредных веществ в почве в  настоящее время находится еще  в самом начале разработке. ПДК установлены примерно для 50 вредных веществ, преимущественно ядохимикатов, применяемых для защиты растений от вредителей и болезней. Однако почва не принадлежит к тем средам, которые непосредственно воздействуют на здоровье человека, тогда как воздух и вода вместе с загрязнителями потребляются живыми организмами.

Неблагоприятное влияние загрязнителей почвы  проявляется через трофическую  цепь. Поэтому на практике для оценки степени загрязнения почвы используются два показателя:

- предельно допустимую концентрацию в почве (ПДК), мг/кг; 
- допустимые остаточные количества (ДОК), мг/кг массы растительности. Так, для хлорофоса ПДК равна 1,0 мг/кг, ДОК=2,0 мг/кг. Для свинца ПДК=32 мг/кг, ДОК в мясопродуктах составляет 0,5 мг/кг.

Санитарный контроль загрязнения почвы в условиях городов осуществляется санэпединслужбой. Под ее контролем находятся также транспортировка отходов, согласование мест складирования, захоронения и переработки.

Почва относится  к трехфазным системам, однако физико-химические процессы, протекающие в почве, чрезвычайно замедлены, и растворенные в почве воздух и вода не оказывают существенного ускоряющего воздействия на протекание этих процессов. Поэтому самоочищение почвы, по сравнению с самоочищением атмосферы и гидросферы, происходит очень медленно. По интенсивности самоочищения эти компоненты биосферы располагаются в следующей последовательности: атмосфера - гидросфера - литосфера. 
В результате вредные вещества в почве постепенно накапливаются, со временем становятся угрозой для человека. 
Самоочищение почвы в основном может произойти только при загрязнении органическими отходами, которые подвергаются биохимическому окислению микроорганизмами. В то же время тяжелые металлы и их соли постепенно накапливаются в почве и могут лишь опустить в более глубокие слои. Однако при глубокой вспашке почвы они снова могут оказаться на поверхности и попасть в трофическую цепь.

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 ее качества.

Бережное и  грамотное обращение с землей на сегодняшний день стало самой  актуальной проблемой.