Экологическая проблема человесчества и пути ее решения

Главный природный процесс загрязнения приземной атмосферы – вулканическая и

флюидная активность Земли. Крупные извержения вулканов приводят к глобальному и долговременному загрязнению атмосферы, о чем свидетельствуют

современные наблюдательные данные (извержение вулкана Эйяфьятлайокудль на юге Исландии 14 апреля 2010). Это обусловлено тем, что в высокие слои атмосферы мгновенно выбрасываются огромные количества газов, которые на большой высоте подхватываются движущимися с высокой скоростью воздушными потоками и быстро разносятся по всему земному шару. Продолжительность загрязненного состояния атмосферы после крупных вулканических извержений достигает нескольких лет.

Главными антропогенными источниками загрязнения атмосферы являются промышленные, транспортные и бытовые выбросы. Промышленность до недавнего времени была основным источником загрязнения атмосферы. Сгорание топлива в топках промышленных предприятий и тепловых электростанций почти никогда не бывает полным. При этом выделяются механические загрязнители — разного размера несгоревшие частицы, пыль, зола, сажа. Их количество зависит от конструкции топки, качества топлива и эффективности работы дымоуловителей. Некогда безраздельно господствовавшие в небе городов пыль, сажа, зола и другие механические загрязнители сегодня уступили первенство химическим, потому что первых стало несколько меньше, а вторых намного больше. Но и сейчас, например, в Нью-Йорке, Токио, Рурском промышленном бассейне и в некоторых других индустриальных районах выпадает свыше 1 т пыли на 1 км2 за сутки, а максимальные загрязнения в десятки раз превышают санитарные нормы. Выбросы оседают на городскую территорию, особенно при антициклонах. Цементные заводы оказываются мощными поставщиками тончайшей пыли в атмосферу.

Главный химический загрязнитель атмосферы — сернистый газ (S02), выделяющийся при сжигании каменных углей, сланцев, нефти и ее производных, при выплавке меди, производстве серной кислоты и при других промышленных процессах. Некоторые угли с высоким содержанием серы дают до 1 т сернистого газа на 10 т сгоревшего угля. Сернистый газ быстро распространяется в воздухе на значительные расстояния. Например, преобладающие над Европой ветры несут массы этого газа с запада на восток. За одни сутки, в течение которых сернистый газ держится в атмосфере, он успевает из ФРГ распространиться на территорию ГДР, Польши и даже России.

Металлургические заводы выбрасывают в воздух угарный газ, оксиды железа, меди и других металлов. Алюминиевая промышленность загрязняет атмосферу и местность вокруг заводов токсичными фтористыми соединениями.

Под воздействием интенсивного солнечного облучения, поступающие от промышленных и транспортных источников вещества, могут вступать в реакции друг с другом, образуя высокотоксичные соединения. Это явление получило название фотохимического смога, для которого, в частности, характерно образование озона, формальдегида и других опасных соединений. Фотохимический смог характерен, например, для Лос-Анджелеса.

В больших городах и густонаселенных районах первенство в загрязнении атмосферы переходит от промышленности к транспорту, прежде всего к автомобильному. В США 60% загрязнений воздуха поступает от автомобилей; в Нью-Йорке, Лос-Анджелесе, Токио и многих других городах загрязнение от автотранспорта может достигать 90%. В России на транспорт приходится около 50% общих загрязнений атмосферы.

Главная составная часть автомобильных выхлопов — оксид углерода. Автомобильные двигатели выделяют оксиды азота, некоторые углеводороды и весьма ядовитый свинец. Последний добавляется в бензин со специальными активирующими присадками и выделяется в воздух при сгорании топлива. Около 300 млн. автомобилей ежесуточно выбрасывают в атмосферу нашей планеты примерно 800 тыс. т оксида углерода , 150 тыс. т углеводородов, свыше 500 тыс. т оксида азота и почти 1 тыс. т свинца. Подавляющее большинство из 200 компонентов выхлопных газов автомобилей угнетающе действуют на организм человека, а оксиды азота к тому же активно участвуют в образовании фотохимического смога. Автомобили сжигают кислорода в 3—4 раза больше, чем требуется всему человечеству для дыхания.

Своеобразная форма «загрязнения» воздуха — шум, который стал фактором большого социального значения. Слабые шумы до 30 децибел (шелест листвы, тихая музыка) действуют на человека успокаивающе, тогда как грохот в 90—120 децибел (грузовик, реактивный самолет, пневматический молоток, музыка в дискотеке и т. п.) не только раздражает нервную систему, но и может стать весьма

опасным для здоровья. Особенно часто завышенный уровень шума (начиная с 60—70 децибел) вызывает расстройства слуха, возникающие у детей уже при уровне в 45 децибел. Шум в 80 децибел снижает умственную работоспособность, увеличивает размах колебаний артериального давления, резко ухудшает восприятие происходящего. Длительное влияние шума вызывает устойчивые сдвиги в вегетативной нервной системе, расстройство периферического кровообращения, гипертонию. Шум свыше 90 децибел повреждает среднее ухо, около 120 децибел вызывает глухоту. Шум представляет собой несомненную угрозу физическому и душевному здоровью людей. Столь существенные различия в восприятии человеком разных шумов обусловлены адаптацией нашего слуха к шумам естественным и полной беззащитностью перед уровнями громкости, в природе почти не встречающимися (кроме громовых раскатов, извержений вулканов).

Сложные проблемы состояния атмосферы требуют немедленного их решения. Как образно заметил американский метеоролог Луис атан: «Или люди сделают так, что в воздухе станет меньше дыма, или дым сделает так, что на Земле станет меньше людей».

Загрязнение гидросферы

Гидросфера - прерывистая водная оболочка Земли, располагающаяся между атмосферой и твёрдой земной корой и представляющая собой совокупность океанов, морей и поверхностных вод суши. В более широком смысле в состав гидросферы, включают еще подземные воды, лёд и снег Арктики и Антарктики, а также атмосферную воду и воду, содержащуюся в живых организмах. Основная масса воды гидросферы сосредоточена в морях и океанах, второе место по объёму водных масс занимают подземные воды, третье — лёд и снег арктических и антарктических областей.

Серьезные меры предпринимаются для предотвращения растущего загрязнения водных объектов сточными водами. Сточные воды это воды, отводимые после использования в бытовой и производственной деятельности человека. По своей природе загрязнения делятся на минеральные, органические, бактериологические и биологические.

Основными видами загрязнения гидросферы являются:

−         Загрязнение нефтью и нефтепродуктами. Все серьёзные случаи загрязнения океана связаны с нефтью. В результате широко распространённой практики мытья трюмов танкеров, в океан ежегодно сознательно сбрасывается от 8 до 20 млн баррелей нефти. Раньше такие нарушения часто оставались безнаказанными, но сегодня спутники позволяют собрать необходимые улики и привлечь виновных к ответственности. Так же огромное количество нефти попадает в Мировой Океан во время аварий на нефтяных платформах. Последним крупным случаем стала авария 20 апреля 2010г на нефтяной платформе Deepwater Horizon в 80 километрах от берегов Луизианы. Несмотря на герметизацию, на протяжении 85 дней утечки, мировой океан был загрязнен более чем 4 миллионами баррелей нефтепродуктов (примерно 545 тыс. тонн).

−         Загрязнение сточными водами. Сточные воды- воды, загрязнённые бытовыми отбросами и производственными отходами и удаляемые с территорий населённых мест и промышленных предприятий системами канализации. К сточным водам относят также воды, образующиеся в результате выпадения атмосферных осадков в пределах территорий населённых пунктов и промышленных объектов. Содержащиеся в сточных водах органические вещества, попадая в значительных количествах в водоёмы или скапливаясь в почве, могут быстро загнивать, и ухудшать санитарное состояние водоёмов и атмосферы, способствуя распространению различных заболеваний.

−         Загрязнение ионами тяжелых металлов. Загрязнение металлами водной сферы особенно возросло с индустриализацией. В природных водах присутствуют тяжелые металлы, попадающие туда при выветривании пород. Концентрация их в обычных условиях не велика. К тому же минеральные процессы связаны с естественными, биологическими, а это уравновешивает присутствие тяжелых металлов. Другое дело — антропогенные источники попадания ионов металлов в воды при добыче нефти, угля, руды, а еще с промышленными отходами. Даже такие безобидные, казалось бы, гигиенические препараты, как моющие средства, и то могут быть источником ионов цинка и селена. А это уже два из приведенных выше токсичных металлов. Много загрязнений токсичными металлами вносится в воды и с сельскохозяйственными стоками. Тяжелые металлы присутствуют в виде коллоидных частиц в смеси с органическими и неорганическими веществами. Одной из форм таких токсичных металлов являются различные формы алкильных соединений ртути и таллия. Сейчас известно, что существуют в воде такие алкильные соединения мышьяка, олова, свинца, селена, кадмия. Такие вещества способны образовывать высокотоксичные органические соединения, вредные для всего живого даже в нанограммовых количествах. Образование различных соединений металлов с органическими веществами приводят часто к новым ранее не известным явлениям. Например, оказалось, что диметилртуть — довольно летучее металлоорганическое соединение обнаружено в воздухе. Это вещество в свою очередь может подвергаться дальнейшим химическим реакциям (например, под воздействием ультрафиолетового излучения) и распадаться, а продукты распада — выпадают в виде ртутных дождей. В гидросферу ежегодно попадает тысячи тонн летучей и растворимой ртути. Загрязнение речной воды сказывается и в пищевых цепях. Потребление человеком рыбы, даже при концентрации в ней ртути 0,8-1,6 мг/кг приводит к отложению в волосах металла до 50 мг/кг, при этом начинают проявляться признаки отравления. Содержание ртути в волосах более 300 мг/кг угрожает жизни человека.

−         Кислотные дожди. Кислотный дождь — все виды метеорологических осадков — дождь, снег, град, туман, дождь со снегом, при котором наблюдается понижение pH дождевых осадков из-за загрязнений воздуха кислотными оксидами (обычно — оксидами серы, оксидами азота). Кислотные дожди поступают в атмосферу в результате выброса отходов металлургической и химической промышленности. При выпадении кислотных дождей и таянии кислотного снега образуется серная кислота, оказывающая вредное воздействие на здоровье людей, состояние растительного и животного мира, зданий и сооружений. Кислотный дождь оказывает отрицательное воздействие на водоемы — озера, реки, заливы, пруды — повышая их кислотность до такого уровня, что в них погибает флора и фауна. Он также уничтожает растительность на суше. Ученые считают, что хотя до сегодняшнего дня механизм до конца ещё не изучен, "сложная смесь загрязняющих веществ, включающая кислотные осадки, озон, и тяжелые металлы в совокупности приводят к деградации лесов

−         Тепловое загрязнение. Тепловые электростанции, в том числе атомные, потребляют огромное количество воды для охлаждения агрегатов и конденсации отработанного пара. Сбрасываемая использованная вода не загрязнена в прямом смысле этого слова, но при прохождении через теплообменники температура ее поднимается на 5 – 6°. При сбросе такой воды нарушается температурный режим водной среды. В водоеме, в который сбрасывается использованная вода, поднимается температура, и вследствие этого изменяются все остальные параметры водной среды. Если нагрев прибрежной воды и не приведет к гибели морских организмов, то, во всяком случае, он заставит некоторые из обитающих здесь видов покинуть эти воды. Кроме того, нагрев воды делает более интенсивными процессы обмена веществ у разнообразных живых организмов, что ведет к снижению содержания кислород да в водной среде. В свою очередь это приводит к тому, что некоторые виды вытесняются другими видами, нуждающимися в меньшем количестве кислорода.

Радиационное загрязнение.

Радиационное загрязнение окружающей среды может произойти при любом

использовании ядерной энергии как в мирных, так и в военных целях. Оно возникает в результате аварий на объектах, производящих или использующих радиоактивные материалы, при разработке радиоактивных руд, неправильном хранении радиоактивных отходов, а также при испытании и применении ядерного оружия.

Наиболее тяжёлое последствие радиационного поражения человека — острая лучевая болезнь, как правило заканчивающаяся смертью, — возникает при однократном получении человеком высокой дозы (100—450 бэр) ионизирующего излучения. Длительное, в течение ряда лет, облучение приводит к хронической лучевой болезни, снижению иммунитета организма, помутнению хрусталика глаза с полной или частичной утратой зрения, снижению функций щитовидной железы и возрастанию риска развития рака щитовидной железы. Даже через много лет после облучения возможно возникновение мутаций (нарушений механизма наследственности) и других повреждений клеточных структур, которые служат причиной доброкачественных и злокачественных опухолей. С мутациями также связаны многочисленные врождённые нарушения и уродства, которые передаются по наследству.

Атомные электростанции представляют серьезную потенциальную радиационную опасность. Радиоактивное загрязнение окружающей среды при авариях на АЭС - это основной фактор, оказывающий влияние на состояние здоровья и условия жизнедеятельности людей на территориях, подвергшихся загрязнению.

При нормальной эксплуатации АЭС количество радиоактивных веществ, поступающих во внешнюю среду за счет газоаэрозольных выбросов и жидких сбросов, невелико. Доза внешнего и внутреннего облучения организма человека на границе санитарно-защитной зоны вокруг АЭС и за ее пределами намного ниже установленных норм, так как защитные барьеры ослабляют количество поступающей во внешнюю среду радиоактивности во много раз.

Однако в результате аварий, когда защитные барьеры оказываются разрушенными, из реакторов во внешнюю среду могут выбрасываться с потоками пара газообразные и возгоняющиеся радиоактивные элементы: радиоактивные благородные газы, радионуклиды йода и цезия.

С момента запуска первой АЭС 26 июня 1954 в г. Обнинске произошло около 9 аварий на АЭС. 2 из них были колоссальны по своим масштабам.

6 апреля 1986 г. произошла самая страшная ядерно-радиационная авария XX века. В 01:24 на 4-м энергоблоке Чернобыльской АЭС произошёл взрыв, который полностью разрушил реактор. В результате аварии из сельскохозяйственного оборота было выведено около 5 млн га земель, вокруг АЭС создана 30-километровая зона отчуждения, уничтожены и захоронены сотни мелких населённых пунктов. Перед аварией в реакторе четвёртого блока находилось 180—190 т ядерного топлива (диоксида урана). По оценкам, которые в настоящее время считаются наиболее достоверными, в окружающую среду было выброшено от 5 до 30 % от этого количества. Загрязнению подверглось более 200 тыс. км², примерно 70 % — на территории Белоруссии, России и Украины. Гринпис и Международная организация «Врачи против ядерной войны» утверждают, что в результате аварии только среди ликвидаторов умерли десятки тысяч человек, в Европе зафиксировано 10 тыс. случаев уродств у новорождённых, 10 тыс. случаев рака щитовидной железы и ожидается ещё 50 тыс.

Второй серьезной аварией стала авария на АЭС Фукусима-1 произошедшая 11 марта 2011 года в результате сильнейшего землетрясения в Японии и последовавшего за ним цунами. Течь высокорадиоактивной воды в море из подземного канала для электрокабелей была остановлена только 5 апреля в 23:38 мск. За это время в Грунтовые воды рядом со станцией попало огромное количество радиоактивных веществ (15 тыс. терабеккерелей.). В результате инцидентов на АЭС произошло несколько утечек радиации, что заставило власти эвакуировать людей из 20-километровой зоны вокруг станции, ввести запрет на нахождение людей в зоне отчуждения, а также направить настоятельные рекомендации по эвакуации жителей ряда районов, расположенных в радиусе 30 километров и более от АЭС.