Промышленные аварии и катастрофы и их влияние на окружающую среду

Проблемы, связанные  с ДДТ и другими синтетическими (в частности с хлорированными) пестицидами, можно свести к следующим:

1) развитие невосприимчивости  вредителей к этим препаратам;

2) устойчивость  пестицидов в среде и накопление  их в возрастающих концентрациях  в организмах;

3) возрождение  вредителей и вторичные вспышки  численности;

4) рост материальных  затрат на применение пестицидов;

5) нежелательные  воздействия на окружающую среду  и здоровье человека. В этих  аспектах и целесообразно рассмотреть  негативные экологические последствия  действия подобных соединений.

Популяции насекомых-вредителей изменчивы, их генофонд достаточно динамичен  и способен довольно быстро эволюционировать. Обработка пестицидами создает  давление естественного отбора, приводящее к устойчивости популяции.

При экспозиции к ДДТ у людей могут наблюдаться  гормональные изменения, поражения  почек, центральной и периферической нервной системы, цирроз печени и  хронический гепатит. Несмотря на практическое отсутствие генотоксичности, ДДТ отнесен к группе с высоким фактором канцерогенного риска. Таким образом, ДДТ должен рассматриваться как агент, обладающий высоким уровнем опасности для окружающей среды и здоровья человека.

Эта опасность  ДДТ, как и других пестицидов, вследствие главным образом их длительной трансформации в окружающей среде, сохраняет свою актуальность и по сей день, несмотря на то, что уже в начале 1970-х годов был наложен запрет на выпуск и применение некоторых пестицидов. Первой страной, где был запрещен ДДТ, была Новая Зеландия. СССР был второй страной, но это запрещение имело две оговорки: применение разрешалось в Узбекистане, где еще встречались случаи малярии, и в таежных районах, где при вырубке леса для временных поселений образовывались прогалины, в которых размножались мыши, а вслед за ними клещи, создавая очаг клещевого энцефалита, с которым можно эффективно бороться именно ДДТ. Когда в США концентрация ДДТ в молоке кормящих матерей в результате передачи этого вещества через пищевые цепи достигла уровня в четыре раза превышающего предельно допустимые, то применение ДДТ было запрещено. Следует отметить, что США поставляют около 30% пестицидов, используемых в мире. Вместе с тем запрет на ДДТ не повсеместен. В Австралии и Китае его применяют и по сей день для опрыскивания фруктовых садов и плантаций, а Индия его продолжает производить.

Общее количество запрещенных и пришедших в  негодность пестицидов составляет 13,4 тыс. тонн. Физическое состояние их, неопределенность химического состава, не везде удовлетворительные условия  хранения, представляют потенциальную  опасность для окружающей среды  и здоровья людей. Утилизация их до настоящего времени практически  не проводилась.

Нитриты, нитраты  и нитросоединения

Круговорот азота  является необходимой составляющей жизни на Земле. Азот, содержащийся в атмосфере, принимает участие  в биосферном круговороте только после его превращения в органические или неорганические соединения. Такое превращение происходит как физико-химическими, так и, главным образом, биологическими путями. Основными фиксаторами азота являются многие виды бактерий и водорослей. Параллельно с азотофиксацией и нитрификацией идет и процесс денитрофикации. Естественный круговорот азота в биосфере существенно меняется вследствии загрязнения среды окислами азота — продуктами деятельности промышленных предприятий и транспорта (при сжигании горючих ископаемых — нефти, угля, мазута и бензина), а также применения азотных удобрений образуется большое количество окислов азота, вовлекаемых в круговорот. В результате наблюдаются такие экологические нарушения, как накопление нитратов в пищевых продуктах, кормах для животных, вымывание удобрений из почвы, эвтрофикация водоемов, разрушение трофических цепей и т.д.

Нитраты представляют собой соли азотной кислоты (HNО3), нитриты же являются солями азотистой  кислоты (HNО2). Нитриты легко окисляются в соответствующие нитраты.

Концентрация  первых в среде обычно очень низка (в воде, например 1—10 мг/л), в то время  как концентрация нитратов высока (50—100 мг/л). Среди нитратов наиболее известны нитраты аммония, натрия, калия, кальция, обычно называемые селитрами. Все селитры  широко и давно используются в  качестве удобрений.

Нитраты и нитриты  применяются в пищевой и стекольной промышленности, для получения ракетного  топлива, пиротехнических и взрывчатых веществ, порохов, используются в резиновом  и текстильном производствах, гальванотехнике  и медицине. Нитриты и нитраты  являются широко применяемыми консервантами  для продуктов питания. Значительная часть (около 40%) нитритов поступает  с мясными и рыбными продуктами, нитраты же человек получает главным  образом с овощами. Содержание нитритов и нитратов в некоторых пищевых  продуктах представлено в таблице 14. Наибольшей способностью к аккумуляции  нитратов обладают представители тыквенных, крестоцветных, маревых растений, причем существует значительная разница между  сортами одной и той же культуры. Продукты животного происхождения  содержат относительно меньшие концентрации нитритов и нитратов. В связи с  различным содержанием этих агентов  в пищевых продуктах, в различных  странах широко варьируют и нормы  их суточного потребления.

4.2. Физические ЭОФ.

"У природы  есть предел терпения, когда людские  злодеяния превышают меру, она  начинает мстить".

Махатма Ганди 

Радиация  и радиоактивное  загрязнение

Другой, важный, привлекающий всеобщее внимание ЭОФ — радиационные и радиоактивные загрязнения. Основным их источником являются техногенные аварии на ядерных установках. Последние имеются на атомных электростанциях (АЭС), установлены на некоторых ледоколах, подводных лодках и спутниках. Кроме того, в различных отраслях промышленности, хозяйстве и медицине широко распространены радиоактивные вещества. В 1956 году электроэнергию дал первый опытный реактор Арагонской национальной лаборатории (США). Принцип получения электричества за счет атомной энергии заключается в использовании энергии урана-235. Этот процесс происходит в специальных тепловыделяющих элементах расположенных в активной зоне реактора. При делении выделяется тепло, и образуются радиоактивные отходы, гамма-лучи и нейтроны. Выделяющееся тепло нагревает воду, образовавшийся пар вращает турбину, вырабатывая электрический ток.

На АЭС мира за весь период их эксплуатации насчитывается  три крупных аварии. Первая из них  произошла в 1957 г. на английском заводе "Селлафильд" (Уиндскайл), занимавшимся регенерацией ядерного топлива. Во внешнюю среду поступило 740 TBK J-131, 22,2 ТВК Cs-137, 3,0 ТВК Sr-89 и 0,33 ТВК Sr-90. В этом эпизоде погибло 13 человек и более 260 заболели. Весной 1979 г. на расположенной близ Гаррис-берга (штат Пенсильвания, США) произошла вторая крупная авария на АЭС "Тримайл Айленд". Из-за поломки в системе водяного охлаждения в атмосферу вырвались радиоактивные пары. Радиоактивное загрязнение, распространяясь воздушным путем, захватило значительные территории. К счастью никто из людей не пострадал. Одна из крупнейших экологических катастроф — Чернобыльская авария.

В ночь на 26 апреля 1986 г., когда два взрыва разрушили 4-й блок Чернобыльской АЭС, произошел  выброс в атмосферу радиоактивного вещества. Облако, содержащее 30 млн. Сu покрыло территорию, границы которой: на севере — Швеция, на западе — Германия, Польша, Австрия, на юге — Греция и Югославия. Еще 20 млн. Сu выпало в виде осадков, захватив территорию в 130 тыс.кв.км. на Украине, Белоруссии, северо-западе России.

Из хозяйственного пользования было выведено 3 тыс.кв.км территории, эвакуировано около 116 тыс. человек. По некоторым оценкам до 50% радиоактивных йода и цезия, имевшихся в активной зоне реактора, попало в атмосферу. Выброс радиоактивных веществ в атмосферу продолжался до 6 мая 1986 г. К ноябрю того же года реактор был замурован в "саркофаг". Непосредственный результат аварии — гибель 31 человека и более 200 заболевших лучевой болезнью. Масштабы бедствия заставили обратиться к ранее скрываемым данным по Южно-Уральской катастрофе. Под этим названием на самом деле произошло два радиационных события. С 1949 по 1956 гг. в реку Теча производился постоянный сброс отходов радиохимического предприятия "Маяк". Даже сегодня количество сброшенных радиоактивных отходов (РАО) точно не известно, но их состав на треть определялся содержанием стронция-90 и цезия-137. Облучению подверглось 28 тысяч человек. Дозы облучения достигали 300—400 бэр. Лучевой болезнью заболело 935 человек. Отселено 7500 жителей. В сентябре 1957 г. на том же производстве произошел взрыв емкости с РАО. В воздух было выброшено более 2 млн. Сu — стронций-90, цезий-137, цирконий-95, рутений-106. Площадь этого, т.н. Восточно-Уральского следа — 23 тыс.кв.км., а в его зоне оказалось 270 тысяч человек. Переселено 10 тысяч человек.

Еще один важный источник радиоактивного загрязнения  среды — ядерные испытания. После  того как 16 июля 1945 г. в штате Нью-Мехико было взорвано первое атомное устройство и затем последовавших атомных бомбардировок Хиросимы и Нагасаки, началась эра разработки самого страшного и разрушительного оружия, которое когда-либо существовало на Земле.

В результате взрывов  ядерного оружия, прежде всего, изменяются ландшафты и рельеф местности. Наиболее опасно радиоактивное загрязнение  воздуха. С воздушными течениями  радиоактивные вещества могут мигрировать  на сотни и тысячи километров. Необходимо отметить, что утечка, радиоактивности  происходит и при подземных взрывах, а не только при испытаниях ядерного оружия в атмосфере. Серьезную тревогу  вызывает и радиоактивное загрязнение  Мирового океана. Это может происходить  и при подводных ядерных испытаниях. Огромные массы радиоактивных веществ  выпадают с осадками после проведения взрывов. Так, после испытаний атомного оружия на атолле Бикини в 1954 г. была загрязнена акватория океана на площади около 18 тыс.кв.км. Утечки радиоактивных веществ  в океан из подземных шахт неоднократно регистрировали и на французском  ядерном полигоне на острове Муруроа. Кроме того, радиоактивное загрязнение вод Мирового океана происходит в результате захоронения контейнеров с радиоактивными отходами, а также при авариях судов и подводных лодок, несущих ядерные установки. В докладе норвежской экологической организации "Бел-луна" по состоянию на 1995 г. "на дне океана покоятся семь атомных подводных лодок: две американских ("Трешер" и "Скорпион"), четыре советских (К-8, К-219, К-278 "Комсомолец" и К-27)" и одна Российская («Курск»)

Экологические оценки последствий радиационных катастроф  могут быть сделаны лишь на небольшой  период времени и на уровне радиационных поражений населения.

Воздействия же на экосистемы и долговременные последствия  таких' катастроф не могут быть в  настоящее время корректно оценены  из-за отсутствия, как адекватных радиоэкологических оценок, так и углубленных соответствующих  экспериментальных и теоретических  исследований по этой проблеме.

Через почву, воздух и воду радиоактивные загрязнения  попадают в растения и организм животных и человека. Радиоактивное излучение  проникает в клетки, останавливая деление и разрушая их, что приводит к лучевой болезни или даже к мгновенной смерти. Но это наблюдается  при больших дозах воздействия, однако, очевидно, наиболее опасны низкие дозы радиации. При этом повреждается наследственный аппарат клетки и  в результате могут развиваться  лейкозы и злокачественные опухоли, а облучение половых клеток чревато  врожденными дефектами у потомства. Установлено, что допустимое облучение населения в нормальных условиях за год составляет 500 мбэр (0,06 мбэр/час), разовое допустимое аварийное облучение населения— 10 бэр, местное облучение при рентгеноскопии желудка — 30 бэр, облучение же дозой мощностью свыше 100 бэр приводит к развитию лучевой болезни, причем тяжелая степень лучевой болезни, при которой погибают 50% облученных наблюдается при дозе в 450 бэр 

Действие ионизирующей радиации на биогеоценозы изучено не достаточно. Исключение составляют лесные экосистемы, среди которых наиболее чувствительными являются хвойные  деревья. Это связано с тем, что  вечнозеленая крона деревьев этих пород  задерживает значительную часть  выпадающих радионуклидов, что приводит к повреждению жизненно важных и  репродуктивных органов растений и  даже к гибели.

Не следует  забывать, что жизнь на Земле возникла и развивалась в присутствии  радиоактивных элементов, количество которых и обусловленное ими  облучение оставалось практически  неизменным на протяжении геологических  эпох, составляя дозу радиации для  всего живого порядка 10-3 Гр. в год. Можно предположить, что радиоактивный  фон является необходимым для  существования жизни на планете  в современной форме. И только его повышенный уровень связан с  риском для организма.

Говоря о радиационной опасности, следует упомянуть вышедший к 10-летию Чернобыльской катастрофы "Календарь ядерной эры". Этот календарь составлен сотрудниками Российского отделения Greenpeace. В преамбуле к нему говорится "Практически каждый день является годовщиной какой-либо ядерной аварии на предприятии гражданской или военной атомной индустрии, атомной подводной лодке или бомбардировщике с ядерным оружием на борту". Нижеприведенная таблица показывает опасность новых ядерных катастроф, если за такой короткий срок произошло такое количество неполадок, то будущее представляется весьма печально.

Ядерные инциденты, произошедшие в России в 1992—1994 гг.

Источниками биологических  ЭОФ служат живые организмы и  продукты их жизнедеятельности. Под  биологическим загрязнением понимают как привнесение в результате антропогенной деятельности в природные  экосистемы организмов, чуждых данным сообществам, так и распространение  биогенов на тех территориях и/или акваториях, где они ранее не наблюдались. В первом случае при появлении в среде необычно большого количества микроорганизмов, связанного с их массовым размножением на антропогенных субстратах или средах, измененных в ходе хозяйственной деятельности человека, а также приобретение сапрофитной или условно безвредной формой бактерий патогенных свойств, принято говорить о микробиологических (бактериологических) загрязнениях.

 Во втором, когда наблюдается опосредованное  действие организмов на экосистемы, т.е. через вещества, синтезируемые  в процессе функционирования  этих организмов или разложения  последних, говорят о биотических  (биогенных) загрязнениях.