Экологические проблемы лесов и других биологических ресурсов

хрома, кобальта и никеля; стронция, фосфора, скандия, редких земель и

кальция; бериллия, олова, ниобия, вольфрама и молибдена; лития, бериллия и

галлия; бария, цинка, марганца и меда. Литий, мышьяк, висмут часто не

сопровождаются повышенными содержаниями других микроэлементов. Высокие

концентрации в снеговой пыли тяжелых металлов обусловлены как присутствием

их минеральных фаз, образовавшихся при сжигании угля, мазута и других видов

топлива, так и сорбцией сажей, глинистыми частицами газообразных соединений

типа галогенидов олова. Выявленные особенности пространственно-временного

распределения загрязняющих веществ следует учитывать при интерпретации

наблюдательных данных о загрязнении воздуха.

Время "жизни" газов и аэрозолей в атмосфере колеблется в очень

широком диапазоне (от 1 - 3 минут до нескольких месяцев) и зависит в

основном от их химической устойчивости, размера (для аэрозолей) и

присутствия реакционноспособных компонентов (озон, пероксид водорода и

др.). Поэтому в трансграничных переносах загрязняющих веществ участвуют

главным образом химические элементы и соединения в виде газов, не способных

к химическим реакциям и термодинамически устойчивых в условиях атмосферы.

Вследствие этого борьба с трансграничными переносами, являющимися одной из

наиболее актуальных проблем защиты качества воздуха, сильно затруднена.

Оценка и тем более прогноз состояния приземной атмосферы являются

очень сложной проблемой. В настоящее время ее состояние оценивается главным

образом по нормативному подходу. Величины ПДК токсических химических

веществ и другие нормативные показатели качества воздуха приведены во

многих справочниках и руководствах. В таком руководстве для Европы кроме

токсичности загрязняющих веществ (канцерогенное, мутагенное, аллергенное и

другие воздействия) учитываются их распространенность и способность к

аккумуляции в организме человека и пищевой цепи. Недостатки нормативного

подхода - ненадежность принятых значений ПДК и других показателей из-за

слабой разработанности их эмпирической наблюдательной базы, отсутствие

учета совместного воздействия загрязнителей и резких изменений состояния

приземного слоя атмосферы во времени и пространстве. Стационарных постов

наблюдения за воздушным бассейном мало и они не позволяют адекватно оценить

его состояние в крупных промьппленно-урбанизированных центрах. В качестве

индикаторов химического состава приземной атмосферы можно использовать

хвою, лишайники, мхи. На начальном этапе выявления очагов радиоактивного

загрязнения, связанных с Чернобыльской аварией, изучалась хвоя сосны,

обладающая способностью накапливать радионуклиды, находящиеся в воздухе.

Широко известно покраснение игл хвойных деревьев в периоды смогов в

городах.

Наиболее чутким и надежным индикатором состояния приземной атмосферы

является снеговой покров, депонирующий загрязняющие вещества за

сравнительно длительный период времени и позволяющий установить

местоположение источников пылегазовыбросов по комплексу показателей. В

снеговых выпадениях фиксируются загрязнители, которые не улавливаются

прямыми измерениями или расчетными данными по пылегазовыбросам.

Снегохимическая съёмка дает возможность оценить запасы загрязнителей в

снеговом покрове, а также "мокрую" и "сухую" нагрузки на окружающую среду,

которые выражаются в определении количества (массы) выпадений загрязняющих

веществ в единицу времени на единицу площади. Широкому применению съёмки

способствует то, что основные промышленные центры России находятся в зоне

устойчивого снегового покрова.

К перспективным направлениям оценки состояния приземной атмосферы

крупных промышлешго-урбанизированных территорий относится многоканальное

дистанционное зондирование. Преимущество этого метода заключается в

способности быстро, неоднократно и в "одном ключе" охарактеризовать большие

площади. К настоящему времени разработаны способы оценки содержания в

атмосфере аэрозолей. Развитие научно технического прогресса позволяет

надеяться на выработку таких способов и в отношении других загрязняющих

веществ.

Прогноз состояния приземной атмосферы осуществляется по комплексным

данным. К ним прежде всего относятся результаты мониторинговых наблюдений,

закономерности миграции и трансформации загрязняющих веществ в атмосфере,

особенности антропогенных и природных процессов загрязнения воздушного

бассейна изучаемой территории, влияние метеопараметров, рельефа и других

факторов на распределение загрязнителей в окружающей среде. Для этого в

отношении конкретного региона разрабатываются эвристичные модели изменения

приземной атмосферы во времени и пространстве. Наибольшие успехи в решении

этой сложной проблемы достигнуты для районов расположения АЭС.

Конечный результат применения таких моделей - количественная оценка

риска загрязнения воздуха и оценка его приемлемости с социально-

экономической точки зрения.

Опыт проведения снегохимической съемки свидетельствует о том, что

мониторинг состояния воздушного бассейна наиболее эффективен в зоне

устойчивого накопления загрязняющих веществ (низины и поймы рек, участки и

районы, контролируемые аэродинамическими барьерами).

Оценка и прогноз химического состояния приземной атмосферы,

связанного с природными процессами ее загрязнения, существенно отличаются

от оценки и прогноза качества этой природной среды, обусловленного

антропогенными процессами. Вулканической и флюидной активностью Земли,

другими природными феноменами нельзя управлять. Речь может идти только о

минимизации последствий негативного воздействия, которое возможно лишь в

случае глубокого понимания особенностей функционирования природных систем

разного иерархического уровня и прежде всего Земли как планеты. Необходим

учет взаимодействия многочисленных факторов, изменчивых во времени и

пространстве.

К главным факторам относятся не только внутренняя активность Земли,

но и ее связи с Солнцем, Космосом. Поэтому мышление "простыми образами" при

оценке и прогнозе состояния приземной атмосферы недопустимо и опасно.

Антропогенные процессы загрязнения воздушного бассейна в большинстве

случаев поддаются управлению. Однако борьба с трансграничными переносами

загрязняющих веществ в атмосфере может успешно вестись лишь при условии

тесного международного сотрудничества, что представляет определенные

трудности по разным причинам. Очень сложно оценивать и прогнозировать

состояние атмосферного воздуха,

когда на него воздействуют и природные, и антропогенные процессы.

Особенности такого взаимодействия пока еще изучены слабо.

Экологическая практика в России и за рубежом показала, что её неудачи

связаны с неполным учетом негативных воздействий, неумением выбрать и

оценить главные факторы и последствия, низкой эффективностью использования

результатов натурных и теоретических экологических исследований при

принятии решений, недостаточной разработанностью методов количественной

оценки последствий загрязнения приземной атмосферы и других

жизнеобеспечивающих природных сред.

Во всех развитых странах приняты законы об охране атмосферного

воздуха. Они периодически пересматриваются с учетом новых требований к

качеству воздуха и поступления новых данных о токсичности и поведении

загрязняющих веществ в воздушном бассейне. В США сейчас обсуждается уже

четвертый вариант закона о чистом воздухе. Борьба идет между сторонниками

охраны окружающей среды и компаниями, экономически не заинтересованными в

повышении качества воздуха. Правительством Российской Федерации разработан

проект закона об охране атмосферного воздуха, который в настоящее время

обсуждается. Улучшение качества воздуха на территории России имеет важное

социально-экономическое значение

Это обусловлено многими причинами и прежде всего неблагополучным

состоянием воздушного бассейна мегаполисов, крупных городов и промышленных

центров, в которых проживает основная часть квалифицированного и

трудоспособного населения.

1.2. Природные и антропогенные загрязнения воды.

Вода - одна из наиболее важных жизнеобеспечивающих природных сред,

образовавшихся в результате эволюции Земли. Она является составной частью

биосферы и обладает целым рядом аномальных свойств, влияющих на протекающие

в экосистемах физико-химические и биологические процессы.

К таким свойствам относятся очень высокие и максимальные среда

жидкостей теплоемкость, теплота плавления и теплота испарения,

поверхностное натяжение, растворяющая способность и диэлектрическая

проницаемость, прозрачность. Кроме того, для вода характерны повышенная

миграционная способность, имеющая важное значение для ее взаимодействия с

сопредельными природными средами.

Вышеуказанные свойства воды определяют потенциальную возможность

накопления в ней очень высоких количеств самых разнообразных загрязняющих

веществ, в том числе патогенных микроорганизмов.

В связи с непрерывно возрастающим загрязнением поверхностных вод

подземные воды становятся практически единственным источником хозяйственно-

питьевого водоснабжения населения. Поэтому их охрана от загрязнения и

истощения, рациональное использование имеют стратегическое значение

Положение усугубляется тем, что пригодные для питья подземные воды

залегают в самой верхней, наиболее подверженной загрязнению части

артезианских бассейнов и других гидрогеологических структур, а реки и озера

составляют всего 0,019 % общего объёма воды. Вода же хорошего качества

требуется не только для питьевых и культурно-бытовых нужд, но и для многих

отраслей промышленности.

Опасность загрязнения подземных вод заключается в том, что подземная

гидросфера (особенно артезианские бассейны) является конечным резервуаром

накопления загрязнителей как поверхностного, так и глубинного

происхождения. Долговременный, во многих случаях необратимый характер имеет

загрязнение бессточных водоемов суши.

Особую опасность представляет загрязнения питьевой воды

микроорганизмами, которые относятся к патогенным и могут вызвать вспышки

разнообразных эпидемических заболеваний среди населения и животных.

Практика показала, что основной причиной большинства эпидемий

являлось употребление зараженной вирусами, микробами воды для питьевых и

других нужд. Воздействие на человека воды с высокими концентрациями тяжелых

металлов и радионуклидов показано в разделах, посвященным этим

загрязнителям окружающей среды.

Наиболее важными антропогенными процессами загрязнения воды являются

стоки с промьшленно-урбанизированных и сельскохозяйственных территорий,

выпадение с атмосферными осадками продуктов антропогенной деятельности. Эта

процессы загрязняют не только поверхностные воды (бессточные водоемы и

внутренние моря, водотоки), но и подземную гидросферу (артезианские

бассейны, гидрогеологические массивы), Мировой океан (в особенности

акватории и шельфы). На континентах наибольшему воздействию подвергаются

верхние водоносные горизонты (грунтовые и напорные), которые используются

для хозяйственнопитьевого водоснабжения.

Аварии нефтеналивных танкеров, нефтепроводов могут быть существенным

фактором резкого ухудшения экологической обстановки на морских побережьях и

акваториях, во внутриконтинентальных водных системах. Отмечается тенденция

увеличения этих аварий в последнее десятилетие.

Набор веществ, загрязняющих воду, очень широкий, а формы их

нахождения разнообразны. Главные загрязнители, связанные с природными и

антропогенными процессами загрязнения водной среды, во многом сходны.

Отличие заключается в том, что в результате антропогенной деятельности в

воду могут поступать значительные количества таких чрезвычайно опасных

веществ, как пестициды, искусственные радионуклида. Кроме того,

искусственное происхождение имеют многие патогенные и болезнетворные

вирусы, грибки, бактерии.

На территории Российской Федерации проблема загрязнения поверхностных

и подземных вод соединениями азота становится все более актуальной. Эколого-

геохимическое картирование центральных областей Европейской России

показало, что поверхностные и грунтовые воды этой территории во многих

случаях характеризуются высокими концентрациями нитратов и нитритов.

Режимные же наблюдения свидетельствуют об увеличении этих концентраций во

времени.

Сходная ситуация складывается с загрязнением подземных вод

органическими веществами. Это связано с тем, что подземная гидросфера не

способна к окислению большой массы поступающей в нее органики. Следствием

этого является то, что загрязнение гидрогеохимических систем постепенно

становится необратимым.

Однако нарастающее количество не окисленных органических веществ в

воде сдвигает процесс денитрификации вправо (в сторону образования азота,)

что способствует уменьшению концентраций нитратов и нитритов.

На сельскохозяйственных территориях с высокой агронагрузкой выявлено

заметное увеличение в поверхностных водах соединений фосфора, что является

благоприятным фактором для эвтрофикации бессточных водоемов. Отмечается

также возрастание в поверхностных и грунтовых водах устойчивых пестицидов.

Оценка состояния водной среды по нормативному подходу осуществляется

путем сравнения присутствующих в ней загрязняющих веществ с их ПДК и

другими нормативными показателями, принятыми для объектов хозяйственно-

питьевого, культурно-бытового водопользования.

Такие показатели начинают разрабатываться не только для выявления

избыточного количества загрязняющих веществ, но и для установления дефицита

в питьевой воде жизненно важных (эссенциальных) химических элементов. В

частности, такой показатель в отношении селена имеется для стран ЕЭС.

Всеобщие усилия должны быть направлены главным образом на минимизацию

негативных последствий.

Особенно сложно оценить и прогнозировать состояние водного объекта,

когда на него влияют и природные, и антропогенные процессы.

Как показали исследования в Московском артезианском бассейне, такие

случаи не являются редкостью.

1.3. Радиоактивное загрязнение.

Радиоактивное загрязнение представляет особую опасность для человека

и среды его обитания. Это связано с тем, что ионизирующая радиация

оказывает интенсивное и постоянное пагубное воздействие на живые организмы,

а источники этой радиации широко распространены в окружающей среде.

Радиоактивность - самопроизвольный распад атомных ядер, приводящий к

изменению их атомного номера или массового числа и сопровождающийся альфа-,

бета- и гамма-излучениями. Альфа-излучение - поток тяжелых частиц,

состоящий из протонов и нейтронов. Он задерживается листом бумаги и не

способен проникнуть сквозь кожу человека. Однако он становится чрезвычайно

опасным, если попадает внутрь организма. Бета-излучение обладает более

высокой проникающей способностью и проходит в ткани человека на 1 - 2 см.

Гамма-излучение может задерживаться лишь толстой свинцовой или бетонной

плитой.

Уровни земной радиации неодинаковы в разных районах и зависят от

концентрации радионуклидов вблизи поверхности. Аномальные радиационные поля

природного происхождения образуются при обогащении ураном, торием некоторых

типов гранитов, других магматических образований с повышенным коэффициентом

эманирования, на месторождениях радиоактивных элементов в различных

породах, при современном привносе урана, радия, радона в подземные и

поверхностные воды, геологическую среду. Высокой радиоактивностью часто

характеризуются угли, фосфориты, горючие сланцы, некоторые глины и пески, в

том числе пляжные. Зоны повышенной радиоактивности распределены на

территории России неравномерно. Они известны как в европейской части, так и

в Зауралье, на Полярном Урале, в Западной Сибири, Прибайкалье, на Дальнем

Востоке, Камчатке, Северо-востоке. В большинстве геохимически

специализированных на радиоактивные элементы комплексах пород значительная

часть урана находится в подвижном состоянии, легко извлекается и попадает в

поверхностные, подземные воды, затем в пищевую цепь. Именно природные

источники ионизирующего излучения в зонах аномальной радиоактивности вносят

основной вклад (до 70 %) в суммарную дозу облучения населения, равную 420

мбэр/год. При этом эти источники могут создавать высокие уровни радиации,

влияющие в течение длительного времени на жизнедеятельность человека и

вызывающие различные заболевания вплоть до генетических изменений в

организме. Если на урановых рудниках ведется санитарно-гигиеническое

обследование и принимаются соответствующие меры по охране здоровья

сотрудников, то воздействие естественной радиации за счет радионуклидов в

горных породах и природных водах изучено крайне слабо. В урановой провинции

Атабаска (Канада) выявлена Уолластоунская биогеохимическая аномалия

площадью около 3 000 км2, выраженная высокими концентрациями урана в хвое

черной канадской ели и связанная с поступлением его

аэрозолей по активным глубинным разломам. На территории России

такие аномалии известны в Забайкалье.

Среди естественных радионуклидов наибольшее радиационно-генетическое

значение имеют радон и его дочерние продукты распада (радий и др.). Их

вклад в суммарную дозу облучения на душу населения составляет более 50 %.

Радоновая проблема в настоящее время считается приоритетной в развитых

странах и ей уделяется повышенное внимание со стороны МКРЗ и МКДАР при ООН.

Опасность радона (период полураспада 3,823 суток) заключается в его широком

распространении, высокой проникающей способности и миграционной

подвижности, распаде с образованием радия и других высокорадиоактивных

продуктов. Радон не имеет цвета, запаха и считается "невидимым врагом",

угрозой для миллионов жителей Западной Европы, Северной Америки.

В России радоновой проблеме начали уделять внимание лишь в последние

годы. Территория нашей страны в отношении радона слабо изучена. Полученная

в предыдущие десятилетия информация позволяет утверждать, что и в

Российской Федерации радон широко распространен как в приземном слое

атмосферы, подпочвенном воздухе, так и в подземных водах, включая источники

питьевого водоснабжения.

По данным Санкт-Петербургского научно-исследовательского института

радиационной гигиены, наибольшая концентрация радона и его дочерних

продуктов распада в воздухе жилых помещений, зафиксированная в нашей

стране, соответствует дозе воздействия на легкие человека 3-4 тысячи бэр в

год, что превышает ПДК на 2 - 3 порядка. Предполагается, что вследствие

слабой изученности радоновой проблемы в России возможно выявление высоких

концентраций радона в жилых и производственных помещениях целого ряда

регионов.

К ним прежде всего относятся радоновое "пятно", захватывающее

Онежское озеро, Ладожское и Финский залив, широкая зона, прослеживающаяся

от Среднего Урала в западном направлении, южная часть Западного Приуралья,

Полярный Урал, Енисейский кряж, Западное Прибайкалье, Амурская область,

северная часть Хабаровского края, Чукотский полуостров.

Особенно актуальна радоновая проблема для мегаполисов и крупных

городов, в которых имеются данные о поступлении радона в подземные воды и

геологическую среду по активным глубинным разломам (Санкт-Петербург,

Москва).

Каждый житель Земли в последние 50 лет подвергся облучению от

радиоактивных осадков, вызванных ядерными взрывами в атмосфере в связи с

испытаниями ядерного оружия. Максимальное количество этих испытаний имело

место в 1954 - 1958 г.г. и в 1961 - 1962 г.г.

Существенная часть радионуклидов при этом выбрасывалась в атмосферу,

быстро разносилась в ней на большие расстояния и в течение многих месяцев

медленно опускалась на поверхность Земли.

При процессах деления атомных ядер образуется более 20 радионуклидов

с периодами полураспада от долей секунды до нескольких миллиардов лет.

Второй антропогенный источник ионизирующего облучения населения –

продукты функционирования объектов атомной энергетики.

Хотя при нормальной работе АЭС выбросы радионуклидов в окружающую

среду незначительны, Чернобыльская авария 1986 года показала чрезвычайно

высокую потенциальную опасность атомной энергетики.

Глобальный эффект радиоактивного загрязнения Чернобыля обусловлен

тем, что при аварии радионуклиды были выброшены в стратосферу и уже в

течение нескольких суток были зафиксированы в Западной Европе, затем в

Японии, США и других странах.

При первом неконтролируемом взрыве на Чернобыльской АЭС в окружающую

среду поступали очень опасные при попадании в организм человека сильно

радиоактивные "горячие частицы", представляющие собой тонкодисперсные

фрагменты графитовых стержней и других конструкций атомного реактора.

Образовавшееся радиоактивное облако накрыло огромную территорию.

Общая площадь загрязнения в результате Чернобыльской аварии цезием-137

плотностью 1 -5Ки/км2 только на территории России в 1995 году составила

около 50 000 км2.

Из продуктов деятельности АЭС особую опасность представляет тритий,

накапливающийся в оборотной воде станции и поступающий затем в водоем-

охладитель и гидрографическую сеть, бессточные водоемы, подземные воды,

приземную атмосферу.

В настоящее время радиационная обстановка в России определяется

глобальным радиоактивным фоном, наличием загрязненных территорий вследствие

Чернобыльской (1986 г.) и Кыштымской (1957 г.) аварий, эксплуатацией

Страницы: 1, 2, 3, 4