Проблемы загрязнения окружающей среды

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. Значительным объем органических веществ,

большинство из которых не свойственно природным водам, сбрасывается в реки

вместе с промышленными и бытовыми стоками. Нарастающее загрязнение водоемов

и водостоков наблюдается во всех промышленных странах. информация о

содержании некоторых органических веществ в промышленных сточные водах

предоставлена в таблице 3 .

В связи с быстрыми темпами урбанизации и несколько замедленным

строительством очистных сооружений или их неудовлетворительной

эксплуатацией водные бассейны и почва загрязняются бытовыми отходами.

Особенно ощутимо загрязнение в водоемах с замедленным течением или

непроточных (водохранилища, озера). Разлагаясь в водной среде. органические

отходы могут стать средой для патогенных организмов. Вода, -загрязненная

органическими отходами становится практически непригодной для питья и

других надобностей. 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. Если бытовые

сточные воды поступают в водоем в очень больших количествах, то содержание

растворимого кислорода может понизится ниже уровня, необходимого для жизни

морских и пресноводных организмов.

4. Проблема загрязнения Мирового океана

(на примере ряда органических соединений).

Нефть и нефтепродукты.

Нефть представляет собой вязкую маслянистую жидкость, имеющую темно-

коричневый цвет и обладающую слабой флуоресценцией. Нефть состоит

преимущественно из насыщенных алифатических и гидроароматических

углеводородов. Основные компоненты нефти - углеводороды ( до 98%) -

подразделяются на 4 класса:

а.) Парафины (алкены) – ( до 90% от общего состава) - устойчивые

вещества, молекулы которых выражены прямой и разветвленной цепью атомов

углерода. Легкие парафины обладают максимальной летучестью и растворимостью

в воде.

б) Циклопарафины – ( 30 – 60% от общего состава) насыщенные

циклические соединения с 5-6 атомами углерода в кольце. Кроме циклопентана

и циклогексана в нефти встречаются бициклического и полициклические

соединения этой группы. Эти соединения очень устойчивы и плохо поддаются

биоразложению.

в) Ароматические углеводороды – ( 20 – 40% от общего состава) -

ненасыщенные циклические соединения ряда бензола, содержащие в кольце на 6

атомов углерода меньше, чем циклопарафины. В нефти присутствуют летучие

соединения с молекулой в виде одинарного кольца (бензол, толуол,

ксилола),затем бициклические (нафталин), полуциклические (пирен).

г)олефины (алкены) – ( до 10% от общего состава) ненасыщенные

нециклические соединения с одним или двумя атомами водорода у каждого атома

углерода в молекуле. имеющей прямую или разветвленную цепь.

Нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенными

загрязняющими веществами в Мировом океане. К началу 80-ых годов в океан

ежегодно поступало около 6 млн. т. нефти, что составляло О,23% мировой

добычи. Наибольшие потери нефти связаны с ее транспортировкой из районов

добычи. Аварийные ситуации, слив за борт танкерами промывочных и

балластных вод, - все это обуславливает присутствие постоянные полей

загрязнения на трассах морских путей. В период за 1962-79 годы в

результате аварий в морскую среду поступило около 2 млн. т. нефти. За

последние 50 лет. начиная с 1964 года. пробурено около 2000 скважин в

мировом океане из них только в Северном море 1000 и 350 промышленных

оборудовано. Из-за незначительных утечек ежегодно теряется О,1 млн. т.

нефти. Большие массы нефти поступают в моря по рекам, с бытовыми и

ливневыми стоками. Объем загрязнений из этого источника составляет

2.0 млн. т. /год. Со стоками промышленности ежегодно попадает 0,5 млн. т.

нефти. Попадая в морскую среду, нефть сначала растекается в виде пленки,

образуя слои различной мощности. По цвету пленки можно определить ее

толщину ( см таблицу 4) .

Нефтяная пленка изменяет состав спектра и интенсивность проникновения

в воду света. Пропускание света тонкими пленками сырой нефти составляет 1-

10% (280 нм), 60-70% (400нм). Пленка толщиной 30-40 мкм полностью

поглощает инфракрасное излучение. Смешиваясь с водой, нефть образует

эмульсию двух типов: прямую "нефть в воде" и обратную "вода в нефти".

Прямые эмульсии, составленные капельками нефти диаметром до 0,5 мкм. менее

устойчивы и характерны для нефти, содержащей поверхностно-активные

вещества. При удалении летучих фракций, нефть образует вязкие обратные

эмульсии, которые могут сохранятся на поверхности, переноситься течением,

выбрасываться на берег и оседать на дно.

Пестициды.

Пестициды составляют группу искусственно созданных веществ,

используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений. Пестициды

делятся на следующие группы: инсектициды - для борьбы с вредными

насекомыми, фунгициды и бактерициды - для борьбы с бактериальными болезнями

растений, гербициды - против сорных растении. Установлено, что пестициды

уничтожая вредителей, наносят вред многим полезным организмам и подрывают

здоровье биоценозов. В сельском хозяйстве давно уже стоит проблема перехода

от химических ( загрязняющих среду) к биологическим (экологически чистым)

методам борьбы с вредителями. В настоящее время более 5 млн. т.

пестицидов поступает на мировой рынок. Около 1,5 млн. т. этих веществ. уже

вошло в состав наземных и морских экосистем эоловым и водным путем.

Промышленное производство пестицидов сопровождается появлением большого

количества побочных продуктов, загрязняющих сточные воды. В водной среде

чаще других встречаются представители инсектицидов, фунгицидов и

гербицидов. Синтезированные инсектициды делятся на три основные группы:

хлорорганические, фосфорорганические и карбонаты. Хлорорганические

инсектициды получают путем хлорирования ароматических и гетероцикли-ческих

.жидких углеводородов. К ним относятся ДДТ и его производные, в молекулах

которых устойчивость алифатических. и .ароматических групп в совместном

присутствии возрастает, всевозможные хлорированные производные (эллрин).

Эти вещества имеют период полураспада до нескольких десятков лет и очень

устойчивы к биодеградации. В водной среде часто встречаются

полихлорбифенилы - производные ДДТ без алифатической части, насчитывающие

210 гомологов и изомеров. За последние 40 лет использовано более 1,2 млн.

т. полихлорбифенилов в про-изводстве пластмасс, красителей,

трансформаторов, конденсаторов. Полихлорбифенилы (ПХБ) попадают в

окружающую среду в результате сбросов промышленных сточных вод и

сжигания твердых отходов на свалках. Последний источник поставляет ПХБ в

атмосферу, откуда они с атмосферными осадками попадают во все районы

Земного шара. Так в пробах снега, взятых в Антарктиде, содержание ПХБ

составило 0,03 - 1,2 кг/л.

Синтетические поверхностно - активные вещества.

Детергенты (СПАВ) относятся к обширной группе веществ, понижающий

поверхностное натяжение воды. Они входят в состав синтетических моющих

средств (СМС), широко применяемых в быту и промышленности. Вместе со

сточными водами СПАВ попадают в материковые воды и морскою среду. СМС

содержат полифосфаты натрия, в которых растворены детергенты, а также ряд

добавочных ингридиентов, токсичных для водных организмов: ароматизирующие

вещества, отбеливающие реагенты ( персульфаты, пербораты), кальцинированная

сода, карбоксиметилцеллюлоза, силикаты натрия). В зависимости от природы и

стриктуры гидрофильной части молекулы СПАВ делятся на анионоактивные,

катионоактивные, амфотерные и неионогенные. Последние не образуют ионов в

воде. Наиболее распространенные среди СПАВ являются анионо-активные

вещества. На их долю приходится более 50% всех производимых в мире СПАВ.

Присутствие СПАВ в сточные водах промышленности связано с использованием их

в таких процессах. как флотационное обогащение руд, разделение продуктов

химических технологий, получение полимеров улучшение условий бурения

нефтяных и газовых скважин борьба с коррозией оборудования. В сельском

хозяйстве СПАВ применяется в составе пестицидов.

Соединения с канцерогенными свойствами.

Канцерогенные вещества - это химически однородные соединения,

проявляющие трансформирующую активность и способность вызывать

канцерогенные, тератогенные (нарушение процессов эмбрионального развития)

или мутогенные изменения в организмах. В зависимости от условий

воздействия они могут приводить к ингибированнию роста, ускорению

старения, нарушению индивидуального развития и изменению генофонда

организмов. К веществам, о6ладающим канцерогенными свойствами, относятся

хлорированные алифатические углеводороды, винилхлорид, и особенно,

полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Максимальное количество

ПАУ в современных данных осадки Мирового океана (более 100 мкг/км массы

сухого вещества ) обнаружено в тектонически активных зонах, подверженным

глубинному термическому воздействию. Основные антропогенные источники ПАУ

в окружающей среде - это пиролиз органических веществ при сжигании

различных материалов , древесины и топлива.

Тяжелые металлы.

Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк) относятся

к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Они

широко применяются в различных промышленных производствах поэтому,

несмотря на очистные мероприятия содержание соединения тяжелых металлов в

промышленных сточных водах довольно высокое. Большие массы этих соединений

поступают в океан через атмосферу. Для морских биоценозов наиболее опасны

ртуть, свинец и кадмий. Ртуть переносится в океан с материковым стоком и

через атмосферу. При выветривании осадочных и изверженных пород ежегодно

выделяется 3,5 тыс. т. ртути. В составе атмосферной пыли содержится около

12 тыс. т, ртути, причем значительная часть - антропогенного происхождения.

Около половины годового промышленного производства этого металла(910 тыс.

т./год.) различными путями попадает в океан. В районах, загрязняемых.

промышленными водами, концентрация ртути в растворе и взвесях сильно

повышается. При этом некоторые бактерии переводят хлориды в

высокотоксичную метилртуть. Заражение море- продуктов неоднократно

приводило к ртутному отравлению прибрежного населения. К 1977 году

насчитывалось 2800 жертв болезни Миномата, причиной которой послужили

отходы предприятий по производству хлорвинила и ацетальдегида, на которых в

качестве катализатора использовалась хлористая ртуть. Недостаточно

очищенные сточные воды предприятий поступали в залив Миномата. Свинец -

типичный рассеянный элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей

среды: в горных породах, почвах, природных водах, атмосфере, живых

организмах. Наконец, свинец активно рассеивается в окружающую среду в

процессе хозяйственной деятельности человека. Это выбросы с промышленными

и бытовыми стоками с дымом и пылью промышленных предприятий, с выхлопными

газами двигателей внутреннего сгорания. Миграционный поток свинца с

континента в океан идет не только с речными стоками, но и через атмосферу.

С континентальной пылью океан получает (20-30) *10 ^3 т свинца в год..

Сброс отходов в море с целью захоронения

(дампинг).

Многие страны, имеющие выход к морю, производят морское захоронение

различных материалов и веществ, в частности грунта, вынутого при

дноуглубительных работах, бурового шлака, отходов промышленности,

строительного мусора, твердых отходов, взрывчатых и химических веществ,

радиоактивных отходов. Объем захоронений составил около 10 % от всей массы

загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан. Основанием для дампинга

в море служит возможность морской среды к переработке большого количества

органических и неорганических веществ без особого ущерба воды. Однако эта

способность не беспредельна. Поэтому дампинг рассматривается как

вынужденная мера, временная дань общества несовершенству технологии. В

шлаках промышленных производств присутствуют разнообразные органические

вещества и соединения тяжелых металлов. Бытовой мусор в среднем содержит

(на массу сухого вещества) 32-40% органических веществ; 0,58% азота;

0,44% Фосфора; 0,155% цинка; 0,085% свинца; О,001% ртути; 0,001% кадмия.

Во время сброса прохождении материала сквозь столб воды, часть загрязняющих

веществ переходит в раствор, изменяя качество воды, другая сорбируется

частицами взвеси и переходит в донные отложения. Одновременно повышается

мутность воды. Наличие органических веществ часто приводит к быстрому

расходованию кислорода в воде и нередко к его полному исчезновению,

растворению взвесей, накоплению металлов в растворенной форме, появлению

сероводорода, Присутствие большого количества органических веществ создает

в грунтах устойчивую восстановительную среду в которой возникает особый

тип иловых вод, содержащих сероводород, аммиак, ионы металлов.

Воздействию сбрасываемых материалов разной степени подвергаются организмы

бентоса и др. В случае образования поверхностных пленок, содержащих

нефтяные углеводороды и СПАВ, нарушается газообмен на границе воздух-вода.

Загрязняющие вещества, поступающие в раствор, могут аккумулироваться в

тканях и органах гидробиантов и оказывать токсическое воздействие на

них. Сброс материалов дампинга на дно и длительная повышенная мутность

приданной воды приводит к гибели от удушья малоподвижные формы бентоса. У

выживших рыб, моллюсков и ракообразных сокращается скорость роста за

счет ухудшения условий питания и дыхания. Нередко изменяется видовой состав

данного сообщества. При организации системы контроля за сбросами отходов в

море решающее значение имеет определение районов дампинга определение

динамики загрязнения морской воды и донных отложений. Для выявления

возможных объемов сброса в море необходимо проводить расчеты всех

загрязняющих веществ в составе материального сброса.

Тепловое загрязнение.

Тепловое загрязнение поверхности водоемов и прибрежных морских

акваторий возникает в результате сброса нагретых сточных вод

электростанциями и некоторыми промышленными производствами. Сброс

нагретых вод во многих случаях обуславливает повышение температуры воды в

водоемах на 6-8 градусов Цельсия. Площадь пятен нагретых вод в

прибрежных районах может достигать 30 кв. км. Более устойчивая

температурная стратификация препятствует водообмену поверхностным и донным

слоем. Растворимость кислорода уменьшается, а потребление его

возрастает, поскольку с ростом температуры усиливается активность аэробных

бактерий, разлагающих органическое вещество. Усиливается видовое

разнообразие фитопланктона и всей флоры водорослей,

На основании обобщения материала можно сделать вывод, что эффекты

антропогенного воздействия на водную среду проявляются на индивидуальном и

популяционно-биоиценотическом уровнях, и длительное действие загрязняющих

веществ приводит к упрощению экосистемы.

5. Загрязнение почвы.

Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы

Земли. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы,

происходящие в биосфере.

Важнейшее значение почв состоит в аккумулировании органического

вещества, различных химических элементов, а также энергии. Почвенный

покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и

нейтрализатора различных загрязнений. Если это звено биосферы будет

разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится.

Именно поэтому чрезвычайно важно изучение глобального биохимического

значения почвенного покрова, его современного состояния и изменения под

влиянием антропогенной деятельности. Одним из видов антропогенного

воздействия является загрязнение пестицидами.

Пестициды как загрязняющий фактор.

Открытие пестицидов - химических средств защиты растений и животных от

различных вредителей и болезней - одно из важнейших достижений

современной науки. Сегодня в мире на 1 га наносится 300 кг химических

средств. Однако в результате длительного применения пестицидов в сельском

хозяйством медицине ( борьба с переносчиками болезней) почти повсеместно

отличается снижение их эффективности вследствие развития резистентных рас

вредителей и распространению "новых" вредных организмов, естественные враги

и конкуренты которых были уничтожены пестицидами. В то же время действие

пестицидов стало проявляться в глобальные масштабах. Из громадного

количества насекомых вредными являются лишь 0,3% или 5 тыс. видов. У

250-ти видов обнаружена резистентность к пестицидам. Это усугубляется

явлением перекрёстной резистенции, заключающейся в том, что повышенная

устойчивость к действию одного препарата сопровождается устойчивостью к

соединениям других классов. С общебиологических позиций резистентность

можно рассматривать как смену популяций в результате перехода от

чувствительного штамма к устойчивому штамму того же вида вследствие

отбора, вызванного пестицидами. Это явление связано с генетическими,

физиологическими и биохимическими перестройками организмов. Неумеренное

применение пестицидов (гербицидов, инсектицидов, дефолиантов) негативно

влияет на качество почвы. В связи с этим усиленно изучается судьба

пестицидов в почвах и возможности и возможности их обезвреживать

химическими и биологическими способами. Очень важно создавать и

применять только препараты с небольшой продолжительностью жизни,

измеряемой неделями или месяцами. В этом деле уже достигнуты определенные

успехи, и внедряются препараты с большой скоростью деструкции, однако

проблема в целом ещё не решена.

Кислые атмосферные выпады на сушу.

Одна из острейших глобальных проблем современности и обозримого

будущего - это проблема возрастающей кислотности атмосферных осадков и

почвенного покрова. Районы кислых почв не знают засух, но их естественное

плодородие понижено и неустойчиво; они быстро истощаются и урожаи на них

низкие. Кислотные дожди вызывают не только подкисление поверхностных вод и

верхних горизонтов почв. Кислотность с нисходящими потоками воды

распространяется на весь почвенный профиль и вызывает значительное

подкисление грунтовых вод. Кислотные дожди возникают в результате

хозяйственной деятельности человека, сопровождающейся эмиссией колоссальных

количеств оксидов серы, азота, углерода. Эти оксиды, поступая в атмосферу

переносятся на большие расстояния, взаимодействуют с водой и превращаются в

растворы смеси сернистой, серной, азотистой, азотной и угольной

кислот, которые выпадают в виде "кислых дождей" на сушу, взаимодействуя

с растениями, почвами, водами. Главными источниками в атмосфере является

сжигание сланцев, нефти, углей, газа в индустрии, в сельском хозяйстве, в

быту. Хозяйственная деятельность человека почти вдвое увеличила поступление

в атмосферу оксидов серы, азота, сероводорода и оксида углерода.

Естественно, что это сказалось на повышении кислотности атмосферных

осадков, наземных и грунтовых вод. Для решения этой проблемы необходимо

увеличить объём систематических представительных измерений соединений

загрязняющих атмосферу веществ на больших территориях.

6. Заключение.

Охрана природы - задача нашего века, проблема, ставшая социальной.

Снова и снова мы слышим об опасности, грозящей окружающей среде, но до сих

пор многие из нас считают их неприятным, но неизбежным порождением

цивилизации и полагают, что мы еще успеем справиться со всеми выявившимися

затруднениями. Однако воздействие человека на окружающую среду приняло

угрожающие масштабы. Чтобы в корне улучшить положение, понадобятся

целенаправленные и продуманные действия. Ответственная и действенная

политика по отношению к окружающей среде будет возможна лишь в том

случае, если мы накопим надёжные данные о современном состоянии среды,

обоснованные знания о взаимодействии важных экологических факторов, если

разработает новые методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимого

Природе Человеком.

ТАБЛИЦЫ.

ТАБЛИЦА 1.

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПРОЦЕСС ВЫБРОС ПЫЛИ, МЛН. Т/ГОД

1. Сжигание каменного угля 93,6

2. Выплавка чугуна 20,21

3. Выплавка меди (без очистки) 6,23

4. Выплавка цинка 0,18

5. Выплавка олова (без очистки) 0,004

6. Выплавка свинца 0,13

7. Производство цемента 53,37

ТАБЛИЦА 2.

ВЕЩЕСТВО ПЛАНКТОН РАКООБРАЗНЫЕ МОЛЛЮСКИ РЫБЫ

1.Медь +++ +++

+++ +++

2.Цинк + ++

++ ++

3.Свинец - +

+ +++

4.Ртуть ++++ +++

+++ +++

5.Кадмий - ++

++ ++++

6.Хлор - +++

++ +++

7.Ронадин - ++

+ ++++

8.Цианид - +++

++ ++++

9.Фтор - -

+ ++

10.Сульфид - ++

+ +++

Степень токсичности (примечание):

- отсутствует

+ -очень слабая

++ - слабая

+++ - сильная

++++ - очень сильная

ТАБЛИЦА 3.

Загрязняющие вещества Количество в мировом

стоке,

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

ТАБЛИЦА 4.

ВНЕШНИЙ ВИД ТОЛЩИНА, КОЛ-ВО НЕФТИ,

мкм

л/кв. м

1. Едва заметна 0,038 44

2 Серебристый отблеск 0,076 88

3 Следы окраски 0.152 176

4. Ярко окрашенные

разводы 0,305

332

5. Тускло окрашенные 1,016 1170

6. Темно окрашенные 2.032 2310

БИБЛИОГРАФИЯ.

1. Новиков Э. А. Человек и литосфера. Ленинград, 1976 г.

2.Федоров Е.К. Почва, город, экология. Москва, 1992 г.

3. Экологический кризис и социальный прогресс. Госкомиздат, 1977 г.

4. Илькун Г.М. Загрязнители атмосферы и растения. Киев, 1978 г.

5. Исследование поведения загрязняющих веществ в

окружающей

среде. Госкомиздат, 1982 г.

6. Мельников Н. Н. Пестициды и окружающая среда. Химия, 1977 г.

7. Плотников В.И. На перекрестках экологии. Москва, 1985 г.

8. Э.Г. Хефлинг Тревога в 2000 году. Москва, 1990 г.

9. Пьер Агесс Ключи к экологии. Ленинград, 1982 г.

10.Меркулов П.И., Ямашкин А.А., Маслов В.Н. Антрологическое

воздействие на

географическую оболочку. Саранск, из-во Мордовского университета 1994

г.

Страницы: 1, 2