Техногенное загрязнение окружающей среды как экологическая проблема. Техногенное загрязнение окружающей среды

Введение…………………………………………………………………………3

Загрязнение водного бассейна и контроль за состоянием гидросферы……5

1. Загрязнение окружающей среды………………………………………...5

2. Последствия загрязнения………………………………………………...9

3. Этапы очистки…………………………………………………………...11

Заключение……………………………………………………………………..16

Список литературы…………………………………………………………….17

Введение

Гидросфера - водная оболочка Земли, представля­ющая совокупность всех типов водоемов, включая под­земные воды. Вода - единственная природная жид­кость, имеющаяся на поверхности Земли в большом ко­личестве 1386 млн. км 3 , причем она находится не только в гидросфере, но частично и в атмосфере (0,001%) и лито­сфере (1,72%).

Жизнь на Земле в основном обязана пресной воде (2,5% от общего количества воды). Роль воды во всех жиз­ненных процессах является определяющей. Растения со­держат 90 массовых % воды. Человеческое тело на 2/3 состоит из воды, благодаря которой идет «транспорт» всех веществ в организме человека. Для жизни человека опасна потеря 15% запаса воды, имеющегося в организм Кровь на 80% состоит из воды. Основная причина естественной смерти человека - обезвоживание организма.

Все потери воды в организме человека возмещаются с питьем и пищей, за год человек потребляет около 1 т воды; подавляющая часть запасов пресной воды труднодоступна, 80% ее заключено в ледниковых покровах или на­ходится на различной глубине земной коры (до 200 м). Наиболее ценная часть водных ресурсов (водообновленных) заключена в реках, являющихся источниками водо­снабжения населения и промышленности, источниками энергии, базой рыболовства. Сол­нечная энергия приводит воду в постоянный круговорот, благодаря чему вода в реках обменивается за 10-12 су­ток.

Однако антропогенный фактор вносит свои «поправ­ки» как в режимы обновления воды, так и в постоянное изменение качества воды. Эти «поправки» сводятся к транспортированию отходов, когда большая часть ис­пользованной речной воды возвращается в виде сточных вод.

Загрязнение атмосферы, принявшее крупномасштабный характер, нанесло ущерб рекам, озерам, водохранилищам, почвам. Загрязняющие вещества и продукты их превращений рано или поздно из атмосферы попадают на поверхность Земли. Эта и без того большая беда значительно усугубляется тем, что и в водоемы, и на землю непосредственно идет поток отходов. Огромные площади сельскохозяйственных угодий подвергаются действию различных пестицидов и удобрений, растут территории свалок. Промышленные предприятия сбрасывают сточные воды прямо в реки. Стоки с полей также поступают в реки и озера. Загрязняются и подземные воды -важнейший резервуар пресных вод. Загрязнение пресных вод и земель бумерангом вновь возвращается к человеку в продуктах питания и питьевой воде.

Загрязнение водного бассейна и контроль за состоянием гидросферы

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОД - экологическое преступление, предусмотренное ст. 250 УК РФ. Объективную сторону составляют загрязнение, засорение, истощение поверхностных или подземных вод, источников питьевого водоснабжения либо иное изменение их природных свойств, если это повлекло существенный вред животному или растительному миру, рыбным запасам, лесному или сельскому хозяйству. В зависимости от тяжести последствий и других обстоятельств может рассматриваться как административное правонарушение.

Несколько предприятий "Норильского никеля" нарушают водное законодательство, выбрасывая в воду вредные вещества. К такому выводу пришли специалисты Росприроднадзора по итогам проверки Заполярного филиала компании. В частности, было обнаружено, что в воду выливаются отходы производства с повышенным содержанием железа, никеля, нефтепродуктов, свинца, меди, хлоридов, нитратов, кальция, магния, фосфатов и цинка.

Привнесение новых, не характерных для нее физических, химических и биологических агентов или превышение их естественного уровня.

Любое химическое загрязнение это появление химического вещества в непредназначенном для него месте. Загрязнения, возникающие в процессе деятельности человека, являются главным фактором его вредного воздействия на природную среду. Химические загрязнители могут вызывать острые отравления, хронические болезни, а также оказывать канцерогенное и мутагенное действие. Например, тяжелые металлы способны накапливаться в растительных и животных тканях, оказывая токсическое действие. Источниками загрязнения окружающей среды являются и побочные продукты целлюлозно-бумажной промышленности, отходы металлургической промышленности, выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания. Эти вещества очень токсичны для человека и животных даже при низких концентрациях и вызывают поражение печени, почек, иммунной системы.

Наряду с загрязнением окружающей среды новыми для нее синтетическими веществами, большой ущерб природе и здоровью людей может нанести вмешательство в природные круговороты веществ за счет активной производственной и сельскохозяйственной деятельности, а также образования бытовых отходов.

Перестает быть водой и морская вода: множество побережий омывается жидкостью с совсем иным химическим составом, нежели тот, который имела морская вода несколько десятилетий назад. Симптомы деградации флоры и фауны Мирового океана замечены исследователями на большой глубине даже вдали от побережий. А ведь Мировой океан - колыбель жизни и “фабрика погоды” на всей Земле. Если и дальше продолжать загрязнять его, то это скоро приведет невозможности существования жизни на нашей планете.
Вода - необходимое условие жизни на Земле. Загрязнение водоёмов различными отходами затрудняет процессы самоочищения, что наряду с нехваткой пресной воды создают угрозу здоровью людей.
Загрязнение воды может оказывать вредное воздействие на здоровье людей двумя путями:

Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических свойств (нарушение прозрачности, окраски, запахов, вкуса), увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода воздуха, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей. Россия обладает одним из самых высоких водных потенциалов в мире - на каждого жителя России приходится свыше 30000 м3/год воды. Однако в настоящее время из-за загрязнения или засорения около 70% рек и озер России утратили свои качества как источника питьевого водоснабжения, в результате около половины населения потребляет загрязненную недоброкачественную воду.

Природные водоёмы не являются естественной средой обитания болезнетворных микроорганизмов. В отличие от них бытовые сточные воды всегда содержат различные микроорганизмы, часть которых может быть болезнетворными. О потенциальной опасности распространения с водой кишечных инфекций судят по присутствию в ней так называемых индикаторных микроорганизмов, прежде всего кишечной палочки коли. По гигиеническим нормативам в питьевой воде допускается присутствие в 1 л не более 3 кишечных палочек Доказано, что после обеззараживании воды хлором, ультрафиолетовыми лучами, озоном или гамма-излучением при содержании в ней кишечной палочки порядка трёх в литре вода уже не содержит жизнеспособных микробных возбудителей брюшного тифа, дизентерии и других. Однако устойчивость болезнетворных вирусов выше, чем кишечной палочки. Полную уверенность в обеззараживании питьевой воды в настоящее время может дать только её кипячение.

В водах, содержащих фекальные массы, растительные или животные остатки, поступающие с предприятий пищевой промышленности, бумажные волокна и остатки целлюлозы от предприятий целлюлозно-бумажной промышленности, процессы разложения протекают практически одинаково. Поскольку аэробные бактерии используют кислород, первым результатом распада органических остатков является уменьшение содержания кислорода, растворенного в принимающих стоки водах. Оно изменяется в зависимости от температуры, а также в некоторой степени – от солености и давления. Пресная вода при 20° C и интенсивной аэрации в одном литре содержит 9,2 мг растворенного кислорода. С повышением температуры воды этот показатель уменьшается, а при ее охлаждении – увеличивается.

В мелких водотоках с быстрым течением, где вода интенсивно перемешивается, поступающий из атмосферы кислород компенсирует истощение его запасов, растворенных в воде. Одновременно углекислый газ, образующийся при разложении содержащихся в сточных водах веществ, улетучивается в атмосферу. Таким образом сокращается срок неблагоприятного воздействия процессов разложения органики. И наоборот, в водоемах со слабым течением, где воды перемешиваются медленно и изолированы от атмосферы, неизбежное уменьшение содержания кислорода и рост концентрации углекислого газа влекут за собой серьезные изменения. Когда содержание кислорода уменьшается до определенного уровня, происходит замор рыбы и начинают погибать другие живые организмы, что, в свою очередь, приводит к увеличению объема разлагающейся органики.
Большая часть рыб гибнет из-за отравления промышленными и сельскохозяйственными стоками, но многие – и от недостатка в воде кислорода. Рыбы, как и все живые существа, поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Если кислорода в воде мало, но высока концентрация углекислого газа, интенсивность их дыхания снижается (известно, что вода при высоком содержании угольной кислоты, т.е. растворенного в ней углекислого газа, становится кислой).

2. Последствия загрязнения гидросферы .

Загрязнение водных экосистем представляет огромную опасность для всех живых организмов и, в частности, для человека. Установлено, что под влиянием загрязняющих веществ в пресноводных экосистемах отмечается падение их устойчивости вследствие нарушения пищевой пирамиды и ломки сигнальных связей в биоценозе, микробиологического загрязнения, эвтрофирования и других крайне неблагоприятных процессов. Они снижают темпы роста гидробионтов, их плодовитость, а в ряде случаев приводят к их гибели. Наиболее изучен процесс эвтрофирования водоемов.

Эвтрофизация – обогащение водоема биогенами, стимулирующее рост фитопланктона. От этого вода мутнеет, гибнут растения, сокращается концентрация растворенного кислорода, задыхаются обитающие на глубине рыбы и моллюски. Этот естественный процесс, характерный для всего геологического прошлого планеты, обычно протекает очень медленно и постепенно, однако в последние десятилетия, в связи с возросшим антропогенным воздействием, скорость его развития резко увеличилась.
Ускоренная, или так называемая антропогенная эвтрофизация связана с поступлением в водоемы значительного количества биогенных веществ - азота, фосфора и других элементов в виде удобрений, моющих веществ, отходов животноводства, атмосферных аэрозолей и т. д. Разрушение Балтийского моря происходит в результате процесса эвтрофизации (обогащения водоема биогенами, стимулирующими рост фитопланктона). Эта форма загрязнения характерна для водных пространств, в которых вода обновляется медленно. Таким является и практически закрытое Балтийское море. Эвтрофизация возникает тогда, когда море получает слишком много питательных веществ. Эти вещества, в данном случае фосфор и азот, присутствующие в природе, также имеются в удобрениях и продуктах бытовой химии. Водоросли усваивают их и начинают стремительно размножаться. Одно из последствий этого "взрывного" размножения, все чаще наблюдаемого в летние месяцы, - исчезновение кислорода из глубинных вод. Балтийское море имеет печальную репутацию самого загрязненного моря на планете. Судоходство здесь самое интенсивное в мире, и некоторые породы рыбы, которые здесь вылавливают, в частности сельдь и семга, запрещены к экспорту в страны Европейского союза. Процессы антропогенной эвтрофизации так же охватывают многие крупные озера мира - Великие Американские озера, Балатон, Ладожское, Женевское и др., а также водохранилища и речные экосистемы, в первую очередь малые реки.

Помимо избытка биогенных веществ на пресноводные экосистемы губительное воздействие оказывают и другие загрязняющие вещества: тяжелые металлы (свинец, кадмий, никель и др.), фенолы, СПАВ и др. Так, например, водные организмы Байкала, приспособившиеся в процессе длительной эволюции к естественному набору химических соединений притоков озера, оказались неспособными к переработке чуждых природным водам химических соединений (нефтепродуктов, тяжелых металлов, солей).

Скорости поступления загрязняющих веществ в Мировой океан в последнее время резко возросли. Ежегодно в океан сбрасывается до 300 млрд. м3 сточных вод, 90% которых не подвергается предварительной очистке.

Все более острый характер приобретают проблемы эвтрофирования и микробиологического загрязнения прибрежных зон океана. В связи с этим важное значение имеет определение допустимого антропогенного давления на морские экосистемы, изучение их ассимиляционной емкости как интегральной характеристики способности биогеоценоза к динамическому накоплению и удалению загрязняющих веществ.

Серьезнейшая экологическая проблема - восстановление водности и чистоты малых рек (т. е. рек длиной не более 100 км), наиболее уязвимого звена в речных экосистемах. Именно они оказались наиболее восприимчивыми к антропогенному воздействию. Непродуманное хозяйственное использование водных ресурсов и прилегающих земельных угодий вызвало их истощение (а нередко и исчезновение), обмеление и загрязнение. В настоящее время состояние малых рек и озер, особенно в европейской части России, в результате резко возросшей антропогенной нагрузки на них, катастрофическое. Сток малых рек снизился более чем наполовину, качество воды неудовлетворительное. Многие из них полностью прекратили свое существование.

3. Этапы очистки.

Санитарная канализационной системы объединяет все сточные трубы от расположенных в зданиях раковин, ванн и т.д., как ствол дерева объединяет все его ветви. Из основания этого «ствола» вытекает смесь всего, что попало в систему, - исходные сточные воды . Так как мы используем огромный объем воды для удаления мизерных количеств отходов или просто льем ее без особой нужды, в первичных стоках на каждую часть отходов приходится примерно 1000 частей воды, т.е. в них 99,9% воды и 0,1% отходов. С добавлением ливневых вод разбавление еще более увеличивается. Но отходы или загрязнители первичных стоков имеют огромное значение. Их подразделяют на три категории.

Мусор и песок. Мусор – это тряпки, пластиковые пакеты и прочие предметы, попадающие в систему из туалетов или через ливнестоки, если те еще не отделены. К песку условно относят и гравий; их приносят в основном ливнестоки.

Органическое вещество, или коллоиды. Это как живые организмы, так и неживая органика экскрементов, пищевых отходов и волокон тканей и бумаги. Термин коллоиды означает, что этот материал не оседает, а обычно остается взвешенным в воде.

Растворенные вещества. Это в основном биогены, такие как соединения азота, фосфора и калия из продуктов жизнедеятельности, обогащенные фосфатами из детергентов.

Чтобы очистка была полной, водоочистные сооружения должны устранить все названные категории загрязнителей. Мусор и песок удаляются на этапе предочистки .

Сочетание первичной и вторичной очистки позволяет избавиться от коллоидного материала. Растворенные биогены устраняются при помощи доочистки .

Необходимо также иметь в виду, что обработка стоков в каждом конкретном случае не обязательно должна включать в себя все четыре этапа. Чаще всего они дополняют друг друга в зависимости от обстоятельств. Следовательно, в некоторых местах в водоемы все еще сбрасывают просто исходные стоки, в других - осуществляют только первичную их очистку, кое-где проводят вторичную, и лишь немного городов осуществляет доочистку водостоков.

Предочистка. От мусора избавляются, пропуская исходные стоки через стержневую решетку , т.е. ряда стержней, расположенных на расстоянии около 2,5 см. друг от друга. Затем мусор механически собирают с решетки и отправляют в специальную печь для сжигания. Очищенная от мусора вода попадает в емкость, напоминающую плавательный бассейн, где движение воды замедляется настолько, что песок оседает; затем он механически извлекается оттуда и вывозится на свалку.

Первичная очистка. После предочистки вода проходит первичную очистку – медленно пропускается через крупные баки, называемые первичными отстойниками . Здесь она в течение нескольких часов остается почти неподвижной. Это позволяет самым тяжелым частицам органического вещества, составляющим 30-50% его общего количества, осесть на дно, откуда их собирают. В то же самое время жирные и маслянистые вещества всплывают к поверхности, и их снимают как сливки. Весь этот материал называется ил-сырец . Вода, покидающая первичные отстойники, все еще содержит 50-70% не осевших органических коллоидов и почти все растворенные биогены. Вторичная очистка предусматривает устранение оставшегося органического вещества, но не растворенных питательных элементов.

Вторичная очистка. Эту очистку называют также биологической , так как в ней участвуют живые естественные редуценты и детритофаги, потребляющие органическое вещество и в процессе дыхания превращающие его в воду и углекислый газ. Обычно применяются два типа систем: капельные биофильтры и активный ил. В системах с капельным биофильтром вода разбрызгивается и стекает струйками по слою камней величиной с кулак, толщина которого 2-3 м. Организмы, случайно смытые с биофильтров, позднее устраняются из воды, когда она попадает во вторичные отстойники-емкости, аналогичные первичным отстойникам. С отстоявшимся в них материалом поступают, как и с илом-сырцом. Пройдя первичную очистку и капельные биофильтры, сточные воды теряют 85-90% органического вещества. Все более широкое распространение получает еще один метод вторичной очистки – система активного ила. В этом случае вода после первичной очистки поступает в резервуар, где могли бы разместиться несколько припаркованных друг за другом трейлеров. Смесь детритофагов, называемая активным илом, добавляется в воду, когда та поступает в резервуар. По мере движения создается богатая кислородом среда, идеальная для развития этих организмов. В ходе их питания количество органического вещества, включая патогенные микроорганизмы, уменьшается. Покидая аэрационный резервуар, вода содержит множество детритофагов, поэтому ее направляют во вторичные отстойники. Так как организмы обычно собираются в кусочках детрита, осадить их относительно несложно; осадок представляет собой тот же самый активный ил , который снова закачивают в аэрационный резервуар. Вода очищается от органического вещества на 90-95%. До двух последних десятилетий не ощущалось острой необходимости осуществлять дополнительную очистку воды уже после вторичной. Воду после нее просто дезинфицировали хлоркой и сбрасывали в естественные водоемы. Такая ситуация преобладает и сейчас. Однако по мере обострения проблемы эвтрофизации все больше городов вводят еще один этап - доочистку , устраняющую биогены.

Доочистка. После вторичной очистки вода поступает на доочистку, устраняющую один или более биогенов. Для этого существует множество способов. На 100% воду можно очистить дистилляцией или микрофильтрованием. Очистка такого количества воды названными методами слишком расточительна, поэтому в настоящее время разрабатываются и внедряются более доступные способы. Например, фосфаты можно устранить, добавив в воду известь (ионы кальция). Кальций вступает в химическую реакцию с фосфатом, образуя при этом нерастворимый фосфат кальция, который можно удалить фильтрованием. Если избыток фосфата – основная причина эвтрофизации, этого уже достаточно. При соответствующей доочистке можно добиться того, что в конечном итоге получится вода, пригодная для питья.

Дезинфекция. Какой бы тщательной очистке не подвергались сточные воды, обычно их все равно дезинфицируют хлорированием перед сбросом в естественные водоемы, чтобы уничтожить патогенные организмы, которые могли выжить. Использование для этого газообразного хлора (Cl2) влечет за собой определенные экологические проблемы, требующие обсуждения. Существуют более безопасные дезинфицирующие средства, например озон (O3). Он чрезвычайно губителен для микроорганизмов и, воздействуя на них, распадается на газообразный кислород, что улучшает качество воды. Однако озон не только токсичен, но и взрывоопасен. Предлагается также воздействовать на воду ультрафиолетовым или другим излучением, убивающим микроорганизмы, но не оказывающим никакого побочного явления.

Заключение.

Круговорот воды, этот долгий путь ее движения, состоит из нескольких стадий: испарения, образования облаков, выпадения дождя, стока в ручьи и реки и снова испарения. На всем своем пути вода сама способна очищаться от попадающих в нее загрязнений.

Теоретически водные ресурсы неисчерпаемы, так как при рациональном использовании они непрерывно возобновляются в процессе круговорота воды в природе. Еще в недалеком прошлом считалось, что воды на Земле так много, что, за исключением отдельных засушливых районов, людям не надо беспокоиться о том, что ее может не хватить. Однако потребление воды растет такими темпами, что человечество все чаще сталкивается с проблемой, как обеспечить будущие потребности в ней. Во многих странах и регионах мира уже сегодня ощущается недостаток водных ресурсов, усиливающийся с каждым годом.

Проблема загрязнения вод суши (рек, озер, водохранилищ, подземных вод) тесно связана с проблемой обеспеченности пресной водой, поэтому наблюдениям и контролю за уровнем загрязнения водных объектов уделяется особое внимание. Экономическое регулирование рационального использования и охраны вод включает: планирование и финансирование мероприятий по рациональному использованию и охране вод; установление лимитов водопользования; установление нормативов платы за водопользование и водопотребление; установление нормативов платы за сбросы загрязняющих веществ в водные объекты; предоставление налоговых, кредитных и других льгот при использовании малоотходных и безотходных технологий, проведении других мероприятий, когда они дают значительный эффект в области рационального использования и охраны вод; покрытие ущерба, нанесенного водным объектам и здоровью людей по причине нарушения требований водного законодательства.

Литература

1. Ю.В.Новиков, Экология, окружающая среда и человек. 2000г. с.320

2. А.Н.Павлов, В.М.Кириллов, Безопасность жизнедеятельности и перспективы экологического развития, 2002 г. с.352

3. Экология. В.И.Коробкин, Л.В.передельский, 2003г. с.576

4. Инженерная экология и экологический менеджмент /под ред. Н.И.Иванова и И.М.Фадина, Москва 2001. с.528

По характеру воздействия на биосферу и природе его происхождения все техногенные загрязнения можно условно разделить на физические, химические и биологические. Кроме того, любое загрязнение оказывает отрицательные физиологическое и психологическое воздействия на человека и нарушает эстетическое восприятие окружающего мира. Например, мусор в помещениях и во дворе, разрушающиеся здания, захламленные рабочие места, разрисованные дурно воспитанными «умельцами» заборы и фасады домов, заросший бурьяном сад, оставленный мусор после «культурного» отдыха в парке, лесу и на пляже - все это приводит к потере красоты, привлекательности, эстетического вида и, как следствие, наводит уныние, вызывает возмущение, раздражение и ухудшает настроение любого воспитанного, здравомыслящего человека, который по зову сердца стремится делать добро и творить красоту.

Физические загрязнения проявляются в воздействии на биосферу техногенного шума, вибраций, теплового излучения, электрического и магнитного полей, электромагнитных волн, рентгеновского и радиоактивного излучений. Иногда все эти разновидности загрязнений называются энергетическими, поскольку они прямо или косвенно связаны с рассеянием энергии в окружающей среде.

Химические загрязнения вызывают различные отходы, состоящие из многих химических элементов, их соединений и многочисленных производных, образующихся в окружающей среде под действием абиотических и биотических факторов. Производные вещества в ряде случаев могут оказаться более токсичными и опасными, чем исходные их составляющие. К ним относятся фтористые соединения, галогены, тяжелые металлы, углеводороды, пластмассы, пестициды, моющие средства, соединения азота и серы и др.

Широкомасштабное применение в сельском хозяйстве ядохимикатов привело к техногенному химическому загрязнению не только антропогенных экосистем, но и всей биосферы - их следы обнаруживаются за десятки тысяч километров от мест их распыления, даже в далекой Антарктиде.

Биологические загрязнения проявляются в неконтролируемом размножении различных микроорганизмов, насекомых и других чужеродных организмов, которые приводят к заражению, отравлению и гибели многих видов живых организмов, нарушая биологическое разнообразие и равновесие в окружающей среде.

Один из основных источников техногенных загрязнений - многочисленные промышленные предприятия. На любое предприятие поступают различные виды сырья, материалы, оборудование, вода, кислород, газы, топливо и энергия солнечного излучения. Предприятие производит ту или иную продукцию и вместе с ней твердые отходы, сточные воды, отработанные газы, энергетические выбросы, тепловые, пищевые и иные отходы. Энергетические выбросы приводят к механическим, тепловым, электростатическим, магнитостатическим и электромагнитным загрязнениям. Механические загрязнения включают техногенные шумы, вибрации, инфразвук, ультразвук и гиперзвук. Тепловые выбросы являются источником теплового загрязнения. Электростатические и магнитостатические загрязнения возникают при наличии устройств, генерирующих сильные электрические и магнитные поля. Электромагнитное загрязнение проявляется в воздействии на окружающую среду электромагнитных волн в широком диапазоне частот, включающем промышленные частоты, радиоволны, СВЧ-волны, миллиметровые волны, инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое и рентгеновское излучения и гамма-лучи.

Промышленные предприятия обычно содержат комбинаты питания - столовые и буфеты. Пищевые отходы и сточная вода после мытья посуды могут стать источником биологического загрязнения. Если же какое-либо предприятие специализируется на производстве продуктов питания, то в продовольственном сырье и продуктах питания при несоблюдении санитарно-гигиенических норм могут заводиться насекомые и грызуны, размножаться чужеродные бактерии и грибки, приводящие к порче сырья и готовой продукции и распространению различных опасных заболеваний.

Во второй половине прошлого века в связи с развитием космической индустрии появился еще один вид техногенного загрязнения - космическое, при котором отходы выбрасываются не только на поверхность Земли и в атмосферу, но и в околоземное, космическое пространство. Если учесть, что запуски космических аппаратов производятся мощнейшими ракетоносителями, потребляющими огромное количество топлива, и что они осуществляются довольно часто и не в одной стране, то можно легко представить гигантские масштабы космического загрязнения.

В производство космической техники вовлечено множество крупных и малых промышленных предприятий, которые, производя конечную продукцию, потребляют огромное количество природного сырья и энергии и вместе с тем подвергают многим видам техногенных загрязнений окружающую среду. Кроме того, запуск и вывод на орбиту космического аппарата сопровождается выбросом в атмосферу огромного количества различных отработанных газов. При работе орбитальных станций и космических аппаратов образуются отходы, а при корректировке их орбит включаются двигатели, сжигающие топливо и выбрасывающие продукты сгорания топлива. Отработанные ступени ракет частично сгорают в плотных слоях атмосферы, частично возвращаются на землю в виде обломков, или твердых отходов. Выработавшие свой ресурс многочисленные космические аппараты и станции превращаются в бесполезный балласт, представляющий опасность для функционирующих аппаратов и станций. Некоторые из них, выходя из орбиты и приближаясь к поверхности земли, полностью или частично сгорают в плотных слоях атмосферы, загрязняя ее продуктами сгорания, содержащими многие химические элементы и их соединения, в том числе токсичные и опасные. Значительная часть таких вредных веществ возвращается на землю, загрязняя почву и водные источники. Таким образом, космическая отрасль, расширяя границы познания окружающего мира, вызывает техногенные загрязнения биосферы.

Техногенные загрязнения, какого бы происхождения они не были, земного или космического, оказывают неблагоприятное воздействие на человека и живой мир в целом. Подобное воздействие человек испытывает повторно, употребляя пищу и воду, содержащую загрязняющие вредные вещества, и дыша отравленным воздухом, что отрицательно сказывается на его здоровье.

Одной из важнейших проблем человечества является загрязнение окружающей среды. Это связано, прежде всего, с бурным развитием науки, появлением атомной энергетики, применением химикатов в сельском хозяйстве. С каждым годом в атмосферу попадает всё больше и больше вредных веществ. Причем, основную часть токсических веществ составляют различные газы, аэрозоли, электромагнитные и тепловые излучения, пестициды и минеральные удобрения, продукты нефтеперерабатывающей промышленности.

Аномалии с повышенной концентрацией вредных веществ негативно влияют на существование человека, растений и животных. Их опасность заключается в том, что при постоянном источнике загрязнения и небольшом уровне выбросов вредных веществ они оказывают не заметное влияние на состояние биоты.

Наиболее токсичную группу составляют алюминиевые заводы. На одну тонну производства алюминия приходится 20-40 кг фтора, который выбрасывается в атмосферу. Способность фтора накапливаться в тканях растений приводит к их угнетению, выражающимся полным или частичным некрозом листьев. Фтор связывает необходимые для жизнедеятельности элементы, превращая их в трудно-растворимые соединения. Это приводит к затормаживанию развития корневых систем и замедлению деления клеток, уменьшению содержания хлорофилла, сказывающемся на интенсивности фотосинтеза.

Основной реакцией растений на токсичные газы является ускорения процесса старания отдельных систем. Так, повреждение клеток происходит раньше, чем начинают проявляться визуальные повреждения деревьев.

Негативное воздействие на жизненное состояние сосен отражается в снижении содержания зеленых пигментов и высокоэнергетических соединений. Такие деревья больше подвержены некрозам и хлорозам. Также некрозы являются признаками нарушения физиологических процессов. Накопление токсических газов в хлоропластах ведет к распаду пигментов.

Загрязнение экосистем сказывается на питательном режиме растений, выражающееся в повышении кислотности почв и потере питательных веществ, что проявляется в обеднении хвои такими элементами, как Са, Mg, Mn и Zn или полным их дефицитом. Потеря этих элементов происходит, в основном, в древесных тканях и корневых системах, в то время, как обеднению кроны растений не подвергаются. Таким образом, нижние части растений подвергаются более сильному воздействию техногенных веществ, нежели межкронная растительность.

В результате многих исследований выявлено, что техногенные загрязнения влияют на деревья не только путем ожогов листьев и их уничтожение, но и на способность растений к засухоустойчивости. Установлено, что загрязнение зон произрастания гербицидами, арборицидами, альгицидами влечет за собой нарушение водного обмена, и носит такой же характер, как и засуха. Нарушение водоудерживающих свойств чаще всего объясняется разрушением восковых оболочек хвои ели токсичными веществами, такими, как оксид серы и азота.

Переизбыток тяжелых металлов в почве приводит к сокращению периода роста растений. По результатам многочисленных наблюдений, установлено, что сосны обыкновенные, находящиеся в зоне действия вредных веществ, раньше выходят из состояния покоя и дольше формируют все органы, нежели деревья, растущие в нормальных условиях. Неполный уход растений в «спячку», чаще всего, влечет за собой усыхание деревьев. Это объясняется тем, что деревья не полностью завершают процесс подготовки к зиме, который заключается, в основном, в связывании воды в клетках растения. Они не могут противостоять влиянию низких температур, а, следовательно, не в состоянии выдерживать водный дефицит в зимний период.

Действие токсических веществ усиливают неблагоприятные климатические условия. Одной их первых реакций хвойных растений на токсические загрязнения является их устойчивость к низким температурам. Доказано, что промышленные выбросы меди и никеля сокращают морозоустойчивость в 2-4 раза. В северных районах России большую опасность представляют затяжные дожди, мокрый снег, туманы. Совмещение их с высоким уровнем концентрации вредных веществ влечет за собой гибель растений и образование пустоши.

Для борьбы с техногенными загрязнителями необходимо принять срочные меры к уменьшению загрязнений окружающей среды. По расчетам специалистов, через 50 лет, несмотря на рост производства, содержание оксида железа в почвах и водах планеты удвоится, соединений цинка и свинца увеличится в 10 раз, ртути, кадмия, стронция - в 100, мышьяка (мышьяка) - в 250 раз!

Наиболее эффективным методом борьбы с техногенными загрязнениями является экологический мониторинг. Из-за негативного и долговременного воздействия человеческой деятельности на состояние окружающей среды, возникла необходимость непрерывного наблюдения за экологическими условиями. Контроль ведется не только на уровне отдельного хозяйствующего субъекта, но и на уровне районов, регионов, континентов, всей планеты. Основная цель мониторинга заключается в оценке и контроле за состоянием окружающей среды, разработке мер для рационального использования ресурсов, предсказания экологических ситуаций.

Данные мониторинга обеспечиваются необходимой информацией для решения управленческих задач на разных уровнях. Эта информация становится эффективным инструментом охраны природы в случае, если она доступна широким массам населения по средствам массовой информации(доказано на опыте Германии, Японии, США). В современном мире экологический мониторинг осуществляется на всех уровнях. Международное сотрудничество помогает осуществлять глобальный мониторинг, результаты которого обрабатываются в специальных центрах, а потом передаются для изучения главам крупнейших государств.

Сохранение леса - это первостепенная задача, стоящая перед человечеством. По данным Организации ООН по природопользованию, ежегодно площадь лесов сокращается на 13 миллионов гектар. Правильное лесное хозяйство позволит наносить природе минимальный ущерб. Для этого необходимо более разумно и экологически рационально подходить к вопросам природопользования.

Библиографичнский список

1. Арустамов Э. А. и др. Природопользование: Учебник. - 7 -е изд. перераб. и доп. - М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и Ко», 2009.
2. Гурова Т. Ф., Основы экологии и рационального природопользования: Учеб. пособие / Т. Ф. Гурова, Л. В. Назаренко. - М.: Издательство Оникс, 2008.
3. http://www.greenpeace.org/ - Гринпис России.

29.09.2014

Загрязнение почвы в общем понятии - накопление и распространение в почве ряда веществ и организмов, не связанных с почвообразованием. Такие вещества - соли, закисляющие вещества, нефть и нефтепродукты, некоторые минеральные удобрения, тяжелые металлы, пестициды, радионуклиды. В результате загрязнения изменяется химический состав почвы, снижается ее плодородие и качество, а сама почва может стать губительной средой для существования в ней и находящихся с ней в контакте организмов. Загрязнение почв затрагивает и другие природные объекты, может приводить к деградации почв.
Так как земли сельскохозяйственного назначения в структуре земельного фонда России занимают значительную часть, проблема загрязнения и захламления земель у нас в стране стоит второй после проблемы нарушения земель в процессе хозяйственной деятельности и невыполнения обязательных работ по их рекультивации.
Основные почвенные загрязнения можно сгруппировать так:
1. твердые и жидкие промышленные и бытовые выбросы, отходы, стоки и т.д.
2. токсичные элементы (кадмий, свинец, ртуть, медь, цинк, мышьяк);
3. пестициды и удобрения;
4. нефть и нефтепродукты;
5. полициклические углеводороды и бенз(а)пирен;
6. радиоактивные вещества.
Почва - основная среда, депонирующая загрязняющие вещества, которые попадают в почву следующими путями:
— атмосферный перенос загрязняющих веществ в виде аэрозолей и пыли (тяжелые металлы, фтор, мышьяк, оксиды серы, азота и др.);
— сельскохозяйственное загрязнение (удобрения, пестициды);
— наземное загрязнение - отвалы крупнотоннажных производств, отвалы и выбросы топливно-энергетических комплексов;
— загрязнение при разливе канализационных и сточных вод;
— загрязнение нефтью и нефтепродуктами при аварийных разрывах нефтепроводов;
— загрязнение бензапиреном и ПАУ - при сжигании нефтепродуктов, газа, угля, битумов, при работе автотранспорта, авиации.
Анализ результатов лабораторных исследований, проведенных в испытательном центре ФГБУ показывает, что большинство выявленных загрязнений почвенных проб, отобранных при проведении контрольно-надзорных мероприятий на территории Ростовской, Волгоградской областей и Республики Калмыкия, приурочено к местам несанкционированного складирования твердых бытовых отходов и отходов производства, земельным участкам, подвергшимся разливу нефти, или сбросу жидких, пластовых отходов.
Загрязнение почв нефтью и нефтепродуктами.
Нефть - это сложные смеси газообразных, жидких и твердых углеводородов, различных их производных и органических соединений других классов. Основные элементы в составе нефти - углерод и водород, из других элементов в ее состав входят сера, азот и кислород.
При добыче, транспортировке, переработке, использовании нефти и нефтепродуктов их теряется около 50 млн.тонн в год. На территории России в настоящее время эксплуатируется более 200 тыс. км магистральных и 350 тыс. км промысловых трубопроводов. Физический и моральный износ технического оборудования, отсутствие надлежащего контроля за его состоянием приводит к росту числа аварий.
Техногенное загрязнение почв нефтью и нефтепродуктами - существенный фактор изменения почвенно-экологических функций. Установлено, что попадание в почву продуктов нефтехимии губительно для всех почвенных свойств и режимов. На территории Ростовской и Волгоградской областей, а также Республики Калмыкия за последние несколько лет наблюдались случаи аварийных разрывов нефтепроводов и загрязнение сельхозугодий нефтью. Согласно «Методическим рекомендациям по выявлению деградированных и загрязненных земель», утвержденных письмом Роскомзема № 3-15/582 от 27.03.1995г. почва считается загрязненной при содержании нефтепродуктов в ней более 1000 мг/кг, 5000 мг/кг соответствует очень высокому уровню загрязнения. На практике в ряде случаев фактическое содержание нефтепродуктов превышает этот показатель в десятки раз.
Нефть, попадая в почву и грунты, вызывает необратимые изменения, связанные с их битуминизацией, гудронизацией, цементацией, загрязнением и т.д. В результате происходят глубокие изменения морфологических, физических, физико-химических, микробиологических свойств, нарушения почвенного покрова и растительности усиливаются эрозия почв, деградация, что приводит к потери плодородия. При дозе нефти и нефтепродуктов 250 мл/кг всхожесть семян снижается на 50%, при дозах 400 мл/кг всхожесть семян полностью подавляется. Легкие фракции нефти (бензин, дизельное топливо) еще более фитотоксичны.
Механизм самовосстановления почвы после нефтяного загрязнения чрезвычайно сложен. Процесс естественного самовосстановления почвы под влиянием природной микрофлоры довольно длителен (более 10-25 лет) и зависит от физико-химических свойств почвы и нефти. В настоящее время наиболее прогрессивной технологией очистки почвы от нефти считается введение в нее микроорганизмов или активация имеющейся в ней углеводородокисляющей микрофлоры, а также комплекс агротехнических мер (рыхление, известкование, внесение сорбентов и удобрений).
На земельных участках, загрязненных нефтепродуктами, специалистами референтного центра проводятся отборы почвенных проб для лабораторных исследований в испытательном центре учреждения, по результатам испытаний готовятся экспертные заключения, которые передаются в отдел земельного надзора территориального Управления Россельхознадзора для применения в качестве доказательной базы при административных расследованиях нарушений земельного законодательства.