Проблемы загрязнения биосферы и ее экологическое значение

источниками аэрозольного загрязнения  являются  промышленные отвалы  -

искусственные  насыпи из переотложенного материала, преимущественно  вскрышных

пород. Источником пыли и ядовитых газов служат массовые взрывные работы.

При некоторых погодных условиях могут образовываться особо  большие скопления

вредных газообразных и аэрозольных примесей в приземном  слое воздуха.

Обычно это происходит в тех случаях, когда в слое воздуха непосредственно над

источниками газопылевой  эмиссии существует инверсия - расположения слоя более

холодного воздуха  под теплым, что препятствует  воздушных масс и

задерживает перенос  примесей вверх. В результате вредные  выбросы

сосредотачиваются под слоем инверсии,  содержание их у земли резко

возрастает, что становится одной из причин образования  ранее  неизвнстного в

природе фотохимического  тумана.

                  3.2 ФОТОХИМИЧЕСКИЙ ТУМАН (СМОГ)                 

Фотохимический туман  представляет собой  многокомпонентную  смесь газов и

аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных

компонентов смога  входят  озон, оксиды азота  и серы, многочисленные

органические соединения перекисной природы, называемые в совокупности

фотооксидантами. Фотохимический смог возникает в результате фотохимических

реакций при определенных условиях:  наличии в атмосфере высокой концентрации

оксидов азота,  углеводородов  и других загрязнителей, интенсивной  солнечной

радиации  и  безветрия  иличень слабого обмена воздуха в приземном слое при

мощной и в течение  не менее суток повышенной инверсии. Смоги - нередкое

явление над Лондоном, Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком и  другими городами

Европы и Америки. По своему физиологическому воздействию  на организм человека

они крайне опасны для  дыхательной и кровеносной системы  и часто бывают причиной

преждевременной смерти городских жителей с ослабленным  здоровьем.

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. Загрязнения, поступающие в водную среду,  классифицируют  по

разному,  в зависимости от подходов, критериев и задач. Так, обычно выделяют

химическое,

физическое и биологические  загрязнения, как неорганической (минеральные  соли,

кислоты, щелочи, глинистые  частицы),  так и органической природы (нефть и

нефтепродукты, органические  остатки,  поверхностноактивные  вещества,

пестициды).

     Неорганическое  загрязнение Основными неорганическими

(минеральными)   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. К опасным  загрязнителям водной

среды можно отнести  неорганические кислоты и основания, обуславливающие широкий

диапозон  рН промышленных  стоков ( 11,0 - 11,0).  Среди основных источников

загрязнения  гидросферы  минеральными веществами и биогенными элементами

следует упомянуть  предприятия пищевой промышленности и сельское хозяйство.

Загрязнение ртутью значительно снижает первичную  продукцию морских экосистем,

подавляя  развитие фитопланктона. Отходы,  содержащие ртуть, обычно

скапливаются в  донных отложениях заливов или эстуариях  рек.  Дальнейшая ее

миграция сопровождается  накоплением  метиловой  ртути  и  ее включением в

трофические цепи водных организмов. Так, печальную известность  приобрела

болезнь Минамата,  впервые обнаруженную японскими учеными у людей,

употреблявших в пищу рыбу,  выловленную в заливе Минамата,  в который

бесконтрольно сбрасывали промышленные стоки с техногенной  ртутью.

     Органическое  загрязнение. Среди вносимых в океан с суши

растворимых веществ, большое значение для обитателей водной среды имеют  не

только  минеральные, биогенные элементы,  но и  органические остатки.  Сточные

воды,  содержащие суспензии органического происхождения  или растворенное

органическое вещество,  пагубновлияютна 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.  Одним из основных санитарных

требований,  предъявляемых  к качеству воды, является содержание в ней

необходимого количества  кислорода.  Вредное действие оказывают  все

загрязнения, которые так или иначе содействуют снижению содержания кислорода в

воде. Поверхностно  активные вещества -  жиры,   масла, смазочные материалы -

образуют на поверхности  воды пленку, которая препятствует газообмену между

водой и атмосферой,  что снижает степень насыщенности воды кислородом.

Значительный объем  органических  веществ, большинство  из которых не

свойственно природным  водам, сбрасывается в реки вместе с  промышленными и

бытовыми  стоками.

Количество в мировом  стоке загрязняющих веществ, млн.т./год:

1. Нефтепродукты.................26,563

2. Фенолы......................0,460

3. Отходы производств  синтетических волокон.....5,500

4. Растительные органические  остатки........0,170

     5. Всего.....................33,273

В связи с быстрыми темпами урбанизации и несколько  замедленным

строительством очистных сооружений или их неудовлетворительной эксплуатацией

водные бассейны и почва загрязняются бытовыми отходами.  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.

                   4.  Приоритетные загрязнители                  

                       4.1 ТЯЖЕЛЛЫЕ МЕТАЛЛЫ                      

Тяжелые металлы относятся к приоритетным загрязняющим веществам, наблюдения

за которыми обязательны во всех средах.

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 некоторых случаях под  определение тяжелых

металлов попадают элементы, относящиеся к хрупким (например, висмут) или

металлоидам (например, мышьяк).

В работах, посвященных проблемам загрязнения окружающей природной среды и

экологического мониторинга, на сегодняшний день к тяжелым металлам

относят более 40 металлов периодической системы Д.И. Менделеева с атомной массой

свыше 50 атомных единиц: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb,

Bi и др. 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. По классификации Н.Реймерса, тяжелыми следует

считать металлы  с плотностью более 8 г/см3. Таким  образом, к тяжелым

металлам относятся  Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg.

Формально определению  тяжелые металлы соответствует большое количество

элементов. Однако, по мнению исследователей, занятых практической

деятельностью, связанной  с организацией наблюдений за состоянием и загрязнением

окружающей среды, соединения этих элементов далеко не равнозначны как

загрязняющие вещества. Поэтому во многих работах происходит сужение рамок

группы тяжелых металлов, в соответствии с критериями приоритетности,

обусловленными направлением и спецификой работ. Так, в ставших уже

классическими работах                            Ю.А. Израэля в перечне

химических веществ, подлежащих определению в природных  средах на фоновых

станциях в биосферных заповедниках, в разделе тяжелые металлы

поименованы Pb, Hg, Cd, As. С другой стороны, согласно решению Целевой

группы по выбросам тяжелых металлов, работающей под эгидой Европейской

Экономической Комиссии ООН и занимающейся сбором и анализом информации о

выбросах загрязняющих веществ в европейских странах, только Zn, As, Se и Sb

были отнесены к  тяжелым металлам. По определению Н. Реймерса отдельно от тяжелых

металлов стоят  благородные и редкие металлы, соответственно, остаются только

Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg. В прикладных работах к числу тяжелых

металлов чаще всего  добавляют Pt, Ag, W, Fe, Au, Mn.

Ионы металлов являются непременными компонентами природных  водоемов. В

зависимости от условий  среды (pH, окислительно-восстановительный потенциал,

наличие лигандов) они существуют в разных степенях окисления и входят в

состав разнообразных  неорганических и металлорганических соединений, которые

могут быть истинно  растворенными, коллоидно-дисперсными  или входить в состав

минеральных и органических взвесей.

Истинно растворенные формы металлов, в свою очередь, весьма разнообразны, что

связано с процессами гидролиза, гидролитической полимеризации (образованием

полиядерных гидроксокомплексов) и комплексообразования с различными