Загрязнением окружающей среды называется прямое или косвенное негативное воздействие на нее, вызываемое антропогенной деятельностью.
В принципе загрязнение может происходить и за счет естественных источников в результате природных процессов. Но большинство выбросов, связанных с этими причинами, как правило, не приносит окружающей среде особого вреда, так как не достигает опасных для нее концентраций за счет рассеивания, растворения, поглощения. Исключение составляют природные катастрофы или опасные природные явления, к которым относятся наводнения, землетрясения, сильный ветер, оползни, снежные лавины и засуха.
Однако основные проблемы загрязнения связаны с деятельностью человека, т.е. обусловлены искусственно созданными источниками, которые делятся на стационарные (предприятия промышленности, сельского хозяйства и т.п.) и передвижные (транспорт).
Выбросы от этих источников поступают в природную среду в виде газообразных, жидких или твердых веществ. Это так называемые первичные загрязнители. В процессе выбросов эти вещества взаимодействуют между собой, а также с элементами природы и зачастую образуют новые вещества (синергетический эффект), являющиеся вторичными загрязнителями.
Основными объектами загрязнения являются атмосфера и вода. Все другие элементы окружающей среды (земля, лес, растения и т.д.), как правило, загрязняются опосредованно.
Для того чтобы обеспечить контроль за загрязнением окружающей среды, устанавливаются стандарты воздействия на нее и стандарты качества. При этом исходят из того, что уровни загрязнения в пределах стандартов (часто их называют нормативами) находятся внутри ассимиляционного потенциала экосистемы, или, иными словами, не оказывают отрицательного воздействия на окружающую среду.
Начиная с 90-х гг. для каждого предприятия устанавливается норматив допустимых выбросов различных веществ в единицу времени - обычно в год. Для атмосферы - это предельно допустимые выбросы (ПДВ). Для воды - предельно допустимые сбросы (ПДС) как в открытые водоемы, так и в канализацию.
Процесс стандартизации выбросов начался в конце 80-х гг. и был растянут по времени. Далеко не все предприятия оказались готовыми к жесткому контролю за своими загрязнениями, чему были и объективные причины (в условиях централизованной, плановой экономики от предприятия мало зависел выбор технологии, объем инвестиций в ее обновление, а также объемы и ассортимент выпускаемой продукции), и субъективное нежелание осуществлять дополнительные затраты на снижение валовых выбросов. В этих условиях при априори заданном положении о недопустимости не только закрывать, но и приостанавливать производства приходилось идти на компромиссы. Одним из таких компромиссов можно считать установление временных стандартов, превышающих предельно допустимые. Временными они назывались потому, что действовать должны были в течение определенного времени, за которое предприятия обязаны были реализовать программы для достижения нормативных показателей. Такие стандарты называются временно согласованными выбросами или сбросами (ВСВ, ВСС). Устанавливались они обычно на один год, а затем зачастую продлевались.
Расчет предельно допустимых выбросов (сбросов) велся таким образом, чтобы в результате загрязнения обеспечивались бы такие его размеры, которые не приводили бы к нарушению нормативов содержания вредных веществ в единицах объемов атмосферы или воды. Такие стандарты называются предельно допустимыми концентрациями (ПДК). Они устанавливаются для каждого вещества. По аналогии с валовыми выбросами считается, что концентрации загрязнителей в пределах нормативов не приводят к отрицательному влиянию на окружающую среду. ПДК бывают максимально разовые, измеряемые в течение суток, и среднесуточные, из которых впоследствии рассчитываются среднегодовые показатели концентраций.
Процессы расчетов ПДВ (ПДС) и ПДК связаны между собой. Сначала для источника устанавливается первичное значение объема выбросов, которое суммируется с фоновым загрязнением с учетом рассеивания. Затем в контрольных точках измеряют концентрацию рассчитываемого вещества. Если концентрация в контрольных точках равна ПДК, то начальное значение ПДВ (ПДС) утверждается как стандартное. Если ПДК превышена, то начальное значение ПДВ уменьшается до тех пор, пока не будет обеспечиваться нормативная концентрация. Если же она меньше, чем допустимо, то норматив предельных выбросов может быть увеличен.
Все выбросы, выходящие за рамки ПДВ (ПДС) или ВСВ (ВСС), если таковые установлены, считаются сверхнормативными или сверхлимитными. Расчет предельно допустимых выбросов (сбросов) имеет вполне конкретный экономический смысл. Именно эти нормативы лежат в основе платежей предприятий за загрязнение, применяемых в нашей стране (подробнее об этом будет сказано в разделе, посвященном хозяйственному механизму природопользования).
Недостатки практического воплощения в жизнь идеи установления стандартов качества среды и воздействия на нее заключаются в следующем. Во-первых, такие стандарты установлены не для всех выбрасываемых в окружающую среду веществ; во-вторых, в них не учитывается синергетический эффект, когда два или несколько веществ, взаимодействуя между собой, дают суммарный результат, отличный от суммы сложения их независимых эффектов; в-третьих, до сих пор не доказано в полной мере, что установленные нормативы предельных концентраций действительно отражают тот порог, за которым не происходит вредного воздействия на окружающую среду; наконец, в-четвертых, многие предприятия обладают в настоящее время столь слабой техникой контроля, что говорить о точности измерений выбросов вредных веществ можно лишь достаточно условно.
В мире в массовых масштабах производится около 5 тыс. веществ, а в количествах более 500 т в год - 13 тыс. Всего же человек научился синтезировать более 10 млн. веществ. Около 80% веществ, используемых человеком, не оценены с точки зрения их влияния на окружающую среду, в том числе и на живые организмы.

Еще по теме 14.2. Источники и объекты загрязнения окружающей среды:

1. § 5. Международно-правовая охрана окружающей среды от загрязнения радиоактивными отходами
2. Аудит соответствия деятельности предприятия нормам об экологоэкономической ответственности за загрязнение окружающей среды

Загрязнение окружающей природной среды есть внесение в ту или иную экологическую систему не свойственных ей живых или неживых компонентов или структурных изменений, прерывающих круговорот веществ, их ассимиляцию, поток энергии, вследствие чего данная система разрушается, или снижается ее продуктивность.

Загрязнителем может быть любой физический агент, химическое вещество и биологический вид, попадающие в окружающую среду или возникающие в ней в количествах, выходящих за рамки своей обычной концентрации, предельных естественных колебаний или среднего природного фона в рассматриваемое время.

Основным показателем, характеризующим воздействие загрязняющих веществ на окружающую природную среду, является предельно допустимая концентрация (ПДК). С позиции экологии предельно допустимые концентрации конкретного вещества представляют собой верхние пределы лимитирующих факторов среды (в частности химических соединений), при которых их содержание не выходит за допустимые границы экологической ниши человека.

Ингредиенты загрязнения - это тысячи химических соединений, особенно металлы или их оксиды, токсичные вещества, аэрозоли. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в практике в настоящее время используется до 500 тыс. химических соединений. При этом около 40 тыс. соединений обладают весьма вредными для живых организмов свойствами, а 12 тыс. - токсичны.

Наиболее распространенные загрязнители - зола и пыль различного состава, оксиды цветных и черных металлов, различные соединения серы, азота, фтора, хлора, радиоактивные газы, аэрозоли и т.п. Наибольшее загрязнение атмосферного воздуха приходится на долю оксидов углерода - около 200 млн. тонн в год, пыли - около 250 млн. тонн в год, золы - около 120 млн. тонн в год, углеводородов - около 50 млн. тонн в год. Прогрессирует насыщение биосферы тяжелыми металлами - ртуть, галлий, германий, цинк, свинец и т.д. При сжигании топлива, особенно угля, с золой и отходящими газами в окружающую среду поступает больше, чем добывается из недр: магния - в 1,5 раза, молибдена - в 3, мышьяка - в 7, урана и титана - в 10, алюминия, йода, кобальта - в 15, ртути - в 50, лития, ванадия, стронция, бериллия, циркония - в 100, галлия и германия - в 1000 раз, иттрия - в десятки тысяч раз.

Процентное соотношение вредности выбросов, произведенных странами в 1995 г.: США - 23%, Китай - 13,9%, Россия - 7,2%, Япония - 5%, Германия - 3,8%, все остальные - 47,1%.

Загрязнения окружающей среды подразделяются на:

природные - вызваны какими-либо естественными явлениями, обычно катастрофическими (наводнения, извержения вулканов, селевые потоки и т.п.);

антропогенные - возникают в результате деятельности людей.

Среди антропогенных выделяют следующие загрязнения:

а) биологическое - случайное или в результате деятельности человека;

б) микробиологическое (микробное) - появление необычно большого количества микробов, связанное с массовым их распространением на антропогенных субстратах или средах, измененных в ходе хозяйственной деятельности человека;

в) механическое - засорение среды агентами, оказывающими механическое воздействие без физико-химических последствий;

г) химическое - изменение естественных химических свойств среды, в результате которого повышается или понижается среднемноголетнее колебание количества каких-либо веществ за рассматриваемый период времени, или проникновение в среду веществ, нормально отсутствующих в ней или находящихся в концентрациях, превышающих ПДК;

загрязнение окружающая среда экологический

д) физическое - изменение естественного физического состояния среды.

Последнее подразделяется на:

а) тепловое (термальное), возникающее в результате повышения температуры среды главным образом в связи с промышленными выбросами нагретого воздуха, воды, отходящих газов;

б) световое - нарушение естественной освещенности местности в результате воздействия искусственных источников света, приводящее к аномалиям в жизни растений и животных;

в) шумовое - образуется в результате увеличения интенсивности и повторяемости шума сверх природного уровня;

г) электромагнитное - появляется в результате изменения электромагнитных свойств среды (от линий электропередачи, радио, телевидения, работы некоторых промышленных установок и т.п.), приводящее к глобальным и местным геофизическим аномалиям и изменениям в тонких биологических структурах;

д) радиоактивное - связано с повышением естественного уровня содержания в среде радиоактивных веществ.

Возможные формы загрязнения окружающей среды приведены на рисунке 3.2.

Непосредственными объектами загрязнения (акцепторами загрязняющих веществ) являются основные компоненты экотона: атмосфера, вода, почва. Косвенными объектами загрязнения являются составляющие биоценоза - растения, животные, микроорганизмы.

Антропогенные источники загрязнения весьма разнообразны. Среди них не только промышленные предприятия и теплоэнергетический комплекс, но и бытовые отходы, отходы животноводства, транспорта, а также химические вещества, вводимые человеком в экосистемы для защиты полезных продуктов от вредителей, болезней, сорняков.

На промышленных предприятиях загрязняющие природную среду вещества подразделяются на четыре класса в зависимости от показателя токсичности (в данном случае от локальной концентрации - ЛК):

Чрезвычайно опасные (ЛК 50 <0,5 мг/л).

Высокоопасные (ЛК 50 <5 мг/л).

Умеренно опасные (ЛК 50 <50 мг/л).

Малоопасные (ЛК 50 >50 мг/л).

Загрязняющие природную среду вещества подразделяются также по их агрегатному состоянию на 4 класса: твердые, жидкие, газообразные, смешанные.

Промышленные выбросы в окружающую среду могут классифицироваться и по другим признакам:

По организации контроля и отвода - на организованные и неорганизованные:

а) организованный промышленный выброс - выброс, поступающий в окружающую среду (воздушный и водный бассейны) через специально сооруженные газоходы, водоводы и трубы;

б) неорганизованный промышленный выброс - выброс в окружающую среду в виде неправильных самопроизвольных водных или газовых потоков, образующихся в результате несовершенства технологического оборудования или нарушения его герметичности, отсутствия или неудовлетворительной работы оборудования по отсосу газов или отводу загрязненной воды в местах загрузки и хранения сырья, материалов, отходов, готовой продукции (например, пыление отвалов пустой породы, нерегулируемый поверхностный сток промышленных предприятий).

По режиму отвода - на непрерывные и периодические. Так, отвод доменного газа считается непрерывным, а отвод конвертерного газа - периодическим.

По температуре - когда температура потока (газового, водяного, смешанного) выше, ниже или равна температуре окружающей среды.

По локализации - выбросы происходят в основном, вспомогательном, подсобном производствах, на транспорте и т.д.

По признакам очистки - на чистые, нормативно очищенные, частично очищенные, выбрасываемые без очистки.

При этом под очисткой понимается отделение, улавливание и превращение в безвредное состояние загрязняющего вещества, поступающего от промышленного источника.

Промышленные выбросы в окружающую среду подразделяют на первичные и вторичные.

Первичные - это выбросы, поступающие в окружающую среду от тех или иных источников, а вторичные, будучи продуктами образования первичных, могут быть более токсичными и опасными, чем первые. Типичное превращение некоторых веществ - их фотохимическое окисление.

Источники загрязнения окружающей природной среды промышленностью классифицируются в зависимости от объекта загрязнения: атмосферы, водного бассейна, литосферы.

Источники загрязнения воздушного бассейна:

По назначению:

а) технологические - содержат хвостовые газы после улавливания на установках продувки аппаратов, воздушников и др. (для выбросов характерны высокие концентрации вредных веществ и очень малые объемы удаляемого воздуха);

б) вентиляционные выбросы - местные отсосы от оборудования и общеобменная вытяжка;

По месту расположения:

а) незатененные, или высокие, находящиеся в зоне недеформированного ветрового потока (высокие трубы, точечные источники, удаляющие загрязнения на высоту, превышающую высоту здания в 2,5 раза);

б) затемненные, или низкие, - расположены на высоте в 2,5 раза меньше высоты здания;

в) наземные - вблизи земной поверхности (открыто расположенное технологическое оборудование, колодцы производственной канализации, пролитые токсичные вещества, разбросанные отходы производства).

По геометрической форме:

а) точечные (трубы, шахты, крышные вентиляторы);

б) линейные (аэрационные фонари, открытые окна, близко расположенные вытяжные шахты и факелы);

По режиму работы: непрерывного и периодического действия, залповые и мгновенные. В случае залповых выбросов за короткий промежуток времени в воздух поступает большое количество вредных веществ; возможны при авариях или сжигании быстрогорящих отходов производства на специальных площадках уничтожения. При мгновенных выбросах загрязнения распространяются за доли секунды иногда на значительную высоту. Происходят при взрывных работах и аварийных ситуациях.

По дальности распространения:

а) внутриплощадочные, когда выбрасываемые в атмосферу загрязнения образуют высокие концентрации только на территории промышленной площади, а в жилых районах ощутимых загрязнений не наблюдается (для таких выбросов предусматривается достаточных размеров санитарно-защитная зона);

б) внеплощадочные, когда выбрасываемые загрязнения потенциально способны создавать высокие концентрации (порядка ПДК для воздуха населенных пунктов) на территории жилого района.

Источники загрязнения водного бассейна:

Атмосферные воды несут массы вымываемых из воздуха поллютантов (загрязнителей) промышленного происхождения. При стекании по склонам атмосферные и талые воды увлекают за собой массы веществ. Особенно опасны стоки с городских улиц, промышленных площадок, несущие массы нефтепродуктов, мусора, фенолов, кислот.

Городские сточные воды, включающие преимущественно бытовые стоки, содержат фекалии, детергенты (поверхностно-активные моющие средства), микроорганизмы, в том числе патогенные. Ежегодно в целом в по стране образуется около 100 км 3 таких вод.

Сельскохозяйственные воды. Загрязнение этими водами обусловлено, во-первых, тем, что повышение урожайности и продуктивности земель неизбежно связано с применением ядохимикатов, используемых для подавления вредителей, болезней растений, сорняков. Ядохимикаты попадают в почву или смываются на большие расстояния, оказываясь в водных объектах. Во-вторых, животноводство связано с образованием больших масс твердой органики и мочевины. Эти отходы не ядовиты, но их массы огромны и наличие их ведет к тяжелым последствиям для водных экологических систем. Кроме органических веществ, сточные сельскохозяйственные воды содержат массу биогенных элементов, в том числе азота и фосфора.

Промышленные сточные воды, образующиеся в самых различных отраслях производства, среди которых наиболее активно потребляют воду черная и цветная металлургия, химическая, лесохимическая, нефтеперерабатывающая отрасли промышленности. При разработке пластовых месторождений в нашей стране каждый год образуется 2,5 млрд. км 3 дренажных шахтных и шлаковых вод, загрязненных хлористыми и сульфатными соединениями, соединениями железа и меди, которые не годятся даже в качестве технической воды и перед сбросом должны быть очищены.

Загрязнение водных систем представляет большую опасность, чем загрязнение атмосферы. Процессы генерации или самоочищения протекают в воде намного медленнее, чем в воздухе.

Источники загрязнения литосферы.

Жилые дома и бытовые предприятия. В числе загрязняющих веществ: бытовой мусор, пищевые отходы, фекалии, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода, мусор общественных учреждений, больниц, столовых, гостиниц и т.д.

Сельское хозяйство. Удобрения, ядохимикаты, применяемые в сельском и лесном хозяйствах для защиты растений от вредителей, болезней и сорняков. Отходы животноводства и сельскохозяйственной продукции.

Теплоэнергетика. Образование массы шлаков при сжигании каменного угля, выделение в атмосферу сажи, несгоревших частиц, оксидов серы, оказывающихся в почве.

Транспорт. При работе двигателей внутреннего сгорания выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды и другие вещества, оседающие на почве и растениях.

Промышленные предприятия. В промышленных отходах есть вещества, оказывающие токсическое воздействие на живые организмы. В отходах металлургической промышленности присутствуют соли цветных и тяжелых металлов. Машиностроительная промышленность выводит в окружающую среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия. При производстве пластмасс и искусственных волокон образуются отходы бензола и фенола. Отходы целлюлозно-бумажной промышленности - фенолы, метанол, скипидар, кубовые остатки.

При загрязнении почв самоочищения почти не происходит. Токсичные вещества накапливаются, что способствует постепенному изменению химического состава, нарушению единства геохимической среды и живых организмов. Из почвы токсичные вещества попадают в организмы животных и людей.

В результате деятельности человека в биосфере стали появляться нехарактерные для нее вещества и физические агенты, генерируемые объектами техносферы.

К ним относятся:

Выбросы в атмосферу химических соединений, аэрозолей, различных смесей;

Сбросы в водную среду всевозможных производственных и коммунально-бытовых отходов, нефтяных продуктов;

Засорение полей, лугов, лесов, рек, озер мусором, пестицидами, минеральными удобрениями, тяжелыми металлами;

Повышенные уровни шума, вибрации, электромагнитных излучений, радиации, тепла.

Известны десятки тысяч веществ и агентов, загрязняющих биосферу. Созданные человеком и несвойственные биосфере вредные вещества называются ксенобиотиками (ксено – чужой). Например, ксенобиотиками являются пестициды, пластмассы, фенолы.

Особую группу составляют отходы – вещества, материалы, предметы, утратившие свою ценность для владельца. Отходы могут состоять из бытового и промышленного мусора и ненужных вещей. Отходы необходимо собирать, удалять, перерабатывать, хранить в соответствии с установленными правилами. Все названные выше вещества и физические агенты объединяются понятием загрязнитель.

Загрязнитель – это любое химическое вещество, энергетическое воздействие, отходы и прочее, выходящие за рамки безопасного уровня для человека и вызывающие нежелательные изменения в среде обитания.

Основным признаком загрязнителя следует считать его опасность для биосферы, т.е. для людей, животных и растений. Значение состава окружающей среды для человека определяется объемом суточного потребления – около 10 кг воздуха, 2 литра воды и 1 кг твердых продуктов питания. О глобальных масштабах загрязнения атмосферы, воды и почв косвенно свидетельствуют проводимые ниже данные.

Ориентировочно в настоящее время во всем мире производится около 80 000 видов новых химических веществ, и каждый год к ним добавляется еще более 1000 новых соединений. Кроме того, во всем мире используется ежегодно 250 млн.т. органических веществ, значительная часть которых по мере использования бесконтрольно попадает в окружающую среду. Все это отрицательно влияет на окружающую среду и здоровье людей.

Для разработки профилактических мер и средств защиты от загрязнителей необходимо знать их физические, химические, санитарно-гигиенические, токсические и другие свойства.

В частности, необходимо располагать такими данными о загрязнителях: природа загрязнителя, химическая активность, происхождение, применение, воздействие на человека и все живые организмы, распространенность в природе, растворимость, органолептические свойства, ПДК, ПДС, показатели токсичности, дисперсность (пыли), показатели взрыва и пожарной опасности, нежелательная устойчивость, проницаемость, профилактика, защита, первая помощь. Для того чтобы эффективно противостоять загрязнению среды обитания, необходимо иметь перечень всех поступающих в окружающую среду загрязнителей.

Свойства загрязняющих веществ, от которых зависит безопасность среды обитания, и которые могут оказывать влияние на жизнь людей, животных и растений, объединяются в паспорте загрязнителя.

Паспорт загрязнителя – это перечень свойств и сведений о загрязнителе, которыми необходимо располагать, чтобы разрабатывать системы защиты среды обитания, под которыми понимаются организационные, гигиенические, технические и другие мероприятия, методы и средства, направленные на защиту биологических объектов от опасных и вредных воздействий загрязнителя.

Потенциально опасные химические и биологические загрязнители подлежат государственной регистрации.

Каждое такое вещество должно иметь Свидетельство о государственной регистрации. Для получения такого свидетельства необходимо заполнить паспорт потенциально опасного химического или биологического вещества.

Примерная форма этих документов на примере конкретного вещества – бензола — приведена вПриложении 1.

Поведение загрязнителя в среде обитания характеризует загрязнение.

Загрязнение – это процесс взаимодействия загрязнителя с объектами среды обитания, в том числе с другими загрязнителями.

Для оценки загрязнения необходимо знать:

Характер поступления и накопления в окружающей среде;

Среды первичного накопления загрязнителя (вода, воздух, почва);

Масштаб распространения (локальное, региональное, глобальное);

Характер взаимодействия с другими загрязнителями (аддитивное, антагонистическое, синергическое);

Цепи превращения; круговорот в природе, скорость распространения в разных средах;

Количество людей, подверженных воздействию данного загрязнителя; другие пространственные и временные параметры загрязнения.

Аддитивное взаимодействие загрязнителей – это суммирование отдельных воздействий.

Антагонистическое воздействие – это случай взаимного влияния нескольких воздействий, когда они действуют в противоположных направлениях и ослабляют суммарное воздействие.

Синергическое воздействие – это такое взаимодействие нескольких веществ-загрязнителей, при котором общее воздействие превышает сумму отдельных воздействий (эффект эмерджентности).

Источники загрязнения – это объекты, генерирующие загрязнитель. Один и тот же объект может одновременно создавать несколько видов загрязнителей. Например, автомобиль излучает шум, вибрацию и загрязняет атмосферу токсичными газами. Источниками загрязнения могут быть технологические процессы, операции, материалы, оборудование, механизмы, машины и другие объекты.

Разработка систем защиты среды обитания невозможна без знания особенностей источника загрязнения.

В частности, необходимо знать технологические процессы и оборудование, являющиеся источником загрязнения, возможность снижения вредных выделений в процессе производства и замены нежелательных выделений на экологически совместимые с окружающей средой; количество загрязнителя и его физико-химические показатели в момент эмиссии.

Объекты загрязнения – это предметы среды обитания, компоненты биосферы, природные системы, подвергающиеся загрязнению. Объекты загрязнения можно разделить на первичные и вторичные (последующие).

Объекты загрязнения подразделяются на 4 группы (рис 2.1):

воздух растения

вода животные

почва

Рис. 2.1. Классификация объектов загрязнения

В настоящее время такие понятия как экология, загрязнение окружающей среды уже прочно вошли в наше сознание и мы можем уверенно говорить о том, что отрицательное воздействие на состояние окружающей среды в большинстве своем обусловлено антропогенной (человеческой) деятельностью.

Основные источники загрязнения окружающей среды сосредоточены, главным образом в городах, где на сравнительно небольшой площади концентрируется значительное количество промышленных объектов. При этом характер производственного воздействия носит комплексный характер, т.е. распространяется на все природные компоненты: водные объекты, воздушный бассейн, почвенный покров,животный и растительный мир и, конечно же касается главного виновника неблагоприятной обстановки - человека.

Итак, к основным источникам загрязнения окружающей среды относятся:

Энергетические объекты;

Промышленные предприятия: химические, нефтехимические, металлургические;

Транспорт.

Энергетика является ведущей отраслью экономики, определяющей не только уровень развития промышленного производства, но и уровень жизни людей отдельных регионов и населенных пунктов. Плохо то, что в нашей стране энергетическая отрасль в основном базируется на использовании "грязных" энергоносителей, таких как уголь и нефть, причем в ближайшее время ситуация не изменится. По этой причине энергетика является одним из "лидеров" по вкладу в загрязнение окружающей среды. Сжигание высокозольного твердого топлива обуславливает выбросы значительных объемов взвешенных веществ, диоксида серы и азота. Причем если существующие технологии позволяют эффективно очищать выбросы от твердых веществ, то улавливание газообразных веществ довольно затруднительно и затратно. Однако воздействие энергетики не ограничивается атмосферным воздухом, многочисленные золоотвалы являются серьезным загрязнителем водных объектов и земельных ресурсов.

К одним из наиболее "грязных" производств в нашей стране относится металлургическая промышленность, ее доля в общем объеме выбросов в России составляет порядка 40%. Предприятия цветной и черной металлургии, как основные источники загрязнения атмосферы, являются одними из главных поставщиков в атмосферу пыли, диоксида серы, оксида углерода, оксидов азота, фенола, сероводорода, а цветная металлургия, помимо прочего различных металлов, в числе которых медь, никель, свинец. Черная металлургия является одним из крупнейших водопотребителей, около 40% сбрасываемых сточных вод сильно загрязнены.

Предприятия цветной металлурги помимо прочего являются мощнейшими источниками загрязнения почв, поэтому в населенных пунктах где размещены объекты цветной металлургии, обнаруживаются повышенные концентрации тяжелых металлов в почвенном покрове.

Нефтедобывающие и нефтеперерабатывающие предприятия также оказывают значительное негативное воздействие на все компоненты окружающей среды. Объектами нефтяной промышленности выбрасывается целый комплекс загрязняющих веществ, среди которых оксиды серы и азота, оксид углерода, сероводород, углеводороды, меркаптаны и несгоревшие твердые частицы, содержащие бенз(а)пирен. Серьезный вред наносят аварийные разливы нефти на буровых платформах, а также магистральных нефтепроводах.

Урбанизированные территории неразрывно связаны с таким понятием, как автомобильный транспорт. К основным видам его воздействия относятся выбросы загрязняющих веществ с выхлопными газами, а также использование значительных территорий для строительства гаражей, СТО, подсобных объектов.

В целом, основные источники загрязнения окружающей среды включают большинство промышленных объектов, а также транспортный комплекс без которых невозможна современная жизнь. Однако в наших силах предпринять меры для того, чтобы их воздействие на окружающую среду, а в конечном итоге и наше здоровье было минимальным.

Глобальные загрязнители объектов окружающей среды

Глобальными загрязнителями называют те, которые загрязняют практически все объекты окружающей среды: воздух, воду, почву, продукты питания. Их еще называют «супертоксикантами».

Пестициды - средства защиты растений (от лат. pestis - зараза, cide - убиваю). Обладают способностью прогрессивно накапливаться в звеньях пищевых цепей. Обладают токсическим, мутагенным и канцерогенным эффектом. Был обнаружен значительный рост раковых опухолей у женщин Средней Азии, занимавшихся сбором хлопка вручную, плантации которого обильно обрабатывались пестицидами.

Диоксины. Угрозу, которую они представляют для существования человечества, называют «медленно развивающаяся катастрофа». Опасность заражения биосферы диоксинами стоит в одном ряду с радиоактивным загрязнением, как по своим масштабам, так и по поражающему действию. Опасность диоксинов обусловлена следующими их свойствами: 1) высочайшей токсичностью даже в малых концентрациях (это супертоксиканты, являющиеся клеточными ядами, которые поражают все живое; 2) убиквитарностью (повсеместностью) их распространения в объектах окружающей среды (почва, воздух, вода, пищевые продукты); 3) чрезвычайно высокой устойчивостью к разложению, способностью сохраняться в среде десятки лет, мигрировать в пищевые цепи и, в конце концов, попадать в организм человека, вызывая целый ряд токсических эффектов. В окружающей среде циркулирует более 400 тысяч тонн диоксинов. В биосфере они быстро поглощаются растениями, сорбируются почвой и различными материалами, где практически не изменяются. Период полураспада диоксинов в природе превышает 10 лет. Источники диоксинов: производства хлорированных фенолов, синтеза гербицидов, выхлопные газы автомобилей, работающих на бензине со свинцовыми присадками, сжигание автомобильных масел, целлюлозно-бумажная промышленность, возгорание и поломка электрического оборудования, в котором применяются ПВХ; сжигание осадков сточных вод, изделий из ПВХ, сжигание мусора, хлори­рование питьевой воды. Источники сильного загрязнения: промышленные аварии, нарушения правил захоронения промышленных отходов, интенсивное использование химических веществ в военных целях. Диоксины называют «гормонами деградации» или «гормонами преждевременного старения». При этом для них не существует «порога действия», то есть даже одна молекула способна инициировать ненормальную клеточную деятельность и вызвать цепь реакций, нарушающих функции организма. Диоксин – тотальный яд, поскольку даже в относительно малых дозах он поражает практически все формы живой материи – от бактерий до теплокровных. Сводные данные о влиянии диоксинов на здоровье человека: злокачественные новообразования; токсическое влияние на репродуктивную систему мужчин и женщин; влияние на плод; кожные заболевания; метаболические и гормональные нарушения; повреждения центральной и периферической нервной системы; повреждение печени; нарушения иммунной системы и в системе органов дыхания. Пути предупреждения расстройств здоровья, связанных с воздействием диоксинов : инвентаризация и мониторинг промышленных зон; реальный запрет производственных циклов, связанных с выбросом или применением диоксинов; тщательный химико-аналитический контроль потенциально-опасных производств; корректная утилизация отходов.

Нитраты и нитриты. Загрязнение окружающей среды этими соединениями связано с широким применением их в качестве удобрений в сельском хозяйстве (селитры). Непосредственно для растений избыток нитратов значительной опасности не представляет, но при попадании в организм теплокровных с пищей они превращаются в значительно более токсичные нитриты, вступающие во взаимодействие с аминами и амидами (продуктами взаимодействия аммиака с радикалами или металлами). В результате возможно образование нитрозосоединений - нитрозаминов и нитрозамидов. Накопление в организме человека нитратов при длительном употреблении такой растительной пищи вызывает тяжелые нарушения обмена веществ, аллергию, нервные расстройства. В крови нитраты превращают двухвалентное железо гемоглобина в трехвалентное, что нарушает перенос кислорода от легких к тканям. Что касается нитрозосоединений, то в ряде случаев они способны вызывать злокачественные новообразования, рак желудка, лейкоз. Поступление нитратов в организм в дозе более 5 мг на 1 кг массы тела уже является опасным. Суточная доза поступающих в организм с пищей нитратов не должна превышать 320 мг, а нитритов - 9 мг.

Свинец в настоящее время является самым распространенным из токсичных тяжелых металлов, так как он входит в состав бензина. Другие источники свинца в ОС – этилированный бензин, припои при консервировании продуктов, свинцовые аккумуляторы, краски (свинцовые белила).

Ведущий синдром интоксикации - поражение крови (анемия). Изменения нервной системы (нейросатурнизм): астенический синдром, полиневропатия и энцефалопатия различной степени выраженности. ЖКТ: гастрит, свинцовая кишечная колика, нарушение функции печени, вплоть до токсического гепатита. Эндокринная система: нарушение менструальной функции и снижение половой потенции, повышение функции щитовидной железы. Примеры. 1. Адмирал сэр Джон Франклин и гибель его экспедиции. Продукты питания в банках из белой жести, упакованных в свинцовую фольгу, содержали свинец в высокой концентрации, который переходил в содержимое банок, а затем попадал вместе с пищей в организм. 2. Исследования, проведенные в Корякском национальном округе в 1992 году, выявили высокое содержание свинца в крови детей. Причина – значительный удельный вес употребления консервированных продуктов из банок, содержащих в припое свинец.

Ртуть поступает в окружающую среду при неправильной утилизации изделий, изготовленных с применением ртути (лампы дневного света, измерительные приборы и др.), а также в составе некоторых ядохимикатов. Это жидкий металл, который испаряется не только при комнатной температуре, но даже нулевой. Легко переносится на большие расстояния и вновь превращается в жидкую субстанцию при снижении температуры. В помещениях накапливается в щелях, под полом, в пустотах стен, мебели, адсорбируется деревом, бумагой, тканью, штукатуркой и затем, испаряясь, накапливается в воздухе. Ртуть обладает способностью депонироваться в различных органах (печень, почки, селезенка, мозг, сердце). Острое отравление: металлический вкус во рту, головная боль, лихорадочное состояние, рвота, понос, геморрагический синдром, тяжелый стоматит, ртутная пневмония. Хроническое отравление: начальная стадия - вегетативно-сосудистая дистония, неврозоподобный синдром, расстройство сна, снижение памяти, тремор пальцев, гиперфункция щитовидной железы, нарушение менструального цикла, ранний климакс, патология десен; выраженная стадия – тяжелый психовегетативный синдром (выраженная астения, постоянная головная боль, стойкие нарушения сна, раздражительность агрессия и депрессия, неуверенность в себе), крупномаштабный тремор рук, боли в сердце, колебания АД, онемение конечностей, витальный страх, выраженная энцефалопатия, дискинезия кишечника, гастриты, явления раздражения почек, снижение гемоглобина крови. Примеры: 1. Острое отравление сотен рабочих при золочении сусальным золотом куполов Исаакиевского собора в СПб; 2. Хроническое отравление сотрудников банка, созданного в здании бывшего адмиралтейства, в котором ремонтировали навигационное оборудование.

Кадмий. Тяжелый металл кадмий вообще представляет собой один из самых опасных токсикантов среды (он значительно токсичнее свинца). Он содер­жится в мазуте и дизельном топливе (и освобождается при его сжигании!), его используют в качестве присадки к сплавам, при нанесении гальванических покрытий (кадмирование неблагородных металлов), для получения кадмиевых пигментов, нужных при производстве лаков, эмалей и керамики, в качестве стабилизаторов для пластмасс (например, поливинилхлорида), в электрических батареях и т.д. В результате всего этого, а также при сжигании кадмийсодержащих пластмассовых отходов кадмий попадает в воздух, воду и почву. Больше всего кадмия мы получаем с растительной пищей. Дело в том, что кадмий чрезвычайно легко переходит из почвы в растения: последние поглощают до 70% кадмия из почвы и лишь 30% - из воздуха. Особенно большую опасность представляют в этом отношении грибы, которые часто могут накапливать кадмий в исключительно высоких концентрациях. Кадмий опасен в любой форме - принятая внутрь доза в 30-40 мг уже может оказаться смертельной. Поэтому даже питье лимонада из сосудов, материал которых содержит кадмий, чревато опасностью. Из-за того, что однажды поглощенное количество кадмия выводится из человеческого организма очень медленно (0,1% в сутки), легко может происходитьхроничес­кое отравление. Самые ранние симптомы его - поражение почек (белок в моче), мышцы сердца, нервной системы, нарушение функций половых органов, легких. Позднее возникают острые костные боли в спине и ногах. Кроме того, предполагается канцерогенное действие кадмия.

Радионуклиды - это те изотопы элементов, которые испускают радиоактивное излучение, способное выбивать электроны из атомов и присоединять их к другим атомам с образованием пар положительных и отрицательных ионов. Такое излучение называют ионизирующим. Радионуклиды поступают в окружающую среду и с промышленными отходами или с радиоактивными выбросами атомной энергетики. Под радиоактивными отходами понимают непригодные к использованию жидкие и твердые материалы и предметы, содержащие радионуклиды, или побочные биологически и/или технически вредные вещества, содержащие образовавшиеся в результате технической деятельности радионуклиды. Большой вклад в радиационное загрязнение среды внесли испытания атомного оружия и аварии на объектах ядерной энергетики, которые привели к выпадению осадков, содержавших радионуклиды. К нестохастическим соматическим эффектам относят поражения, вероятность и степень тяжести которых растут по мере увеличения дозы облучения; существует дозовый порог, при котором они возникают. Например: локальное незлокачественное поражение кожи (лучевой ожог), катаракта глаз (помутнение хрусталика), повреждение половых клеток (кратковременная или постоянная стерилизация) и др. Стохастическими эффектами считаются такие, для которых от дозы зависит только вероятность возникновения, а не тяжесть и отсутствует порог. Основными стохастическими эффектами являются канцерогенные и генетические. Поскольку эти эффекты имеют вероятностную природу и длительный латентный (скрытый) период, измеряемый десятками лет после облучения, их сложно обнаружить. Общеизвестно, что наиболее серьезным последствием облучения человека является рак, который проявляется спустя много лет после облучения (10-20 лет).

Атмосферный воздух

Атмосферный воздух – это природная смесь газов приземного слоя атмосферы за пределами жилых, производственных и иных помещений, сложившаяся в ходе эволюции Земли. Вдыхая каждую минуту от 5 до 100 л воздуха, человек за сутки потребляет его до 12-15 кг , а это значительно превосходит среднесуточную потребность в пище и воде. Аэрогенный путь поступления токсических веществ в организм человека наиболее опасен, так как химические элементы в этом случае поглощаются организмом более интенсивно. Антропогенные выбросы в атмосферу. Атмосферный воздух загрязняется путем привнесения в него или образования в нем загрязняющих веществ в концентрациях, превышающих нормативы качества или уровни естественного содержания. В настоящее время суммарные выбросы в атмосферу составляют 360 тонн отравляющих веществ на 1 куб. км. Только 15% российских горожан проживает на территории с допустимым уровнем загрязнения воздуха. Пыль является постоянным компонентом загрязнения атмосферного воздуха. Содержащиеся в частицах пыли примеси органических и неорганических соединений определяют ее токсическое действие. Запыление атмосферы, нарушает глобальные круговороты воды, СО2 и О2. Пыль постоянно раздражает дыхательные органы и слизистые оболочки, вызывая острые и хронические заболевания. Наиболее значимое влияние на состав атмосферы оказывают предприятия черной и цветной металлургии, химическая и нефтехимическая промышленность, стройиндустрия, энергетические предприятия, целлюлозно-бумажная промышленность, автотранспорт, котельные. В результате сжигания топлива в атмосферу поступает более 20 миллиардов тонн двуокиси углерода и более 700 миллионов тонн других паро- и газообразных соединений и твердых частиц.

Мировой автопарк расходует ежегодно более 500 млн. тонн топлива и выбрасывает в атмосферу около 200 млн. тонн вредных веществ, обладающих канцерогенным, мутагенным, эмбриотоксическим действием. Среди них оксиды азота, углерода, свинец и канцерогенные вещества (бенз\а\пирен, акролеин и др.). В сельской местности объектами, загрязняющими окружающую среду, являются животноводческие и птицеводческие хозяйства, предприятия, обсуживающие технику. В атмосферный воздух выделяются аммиак, сероводород и другие дурно пахнущие газы.Нерационально применяемые в растениеводстве минеральные удобрения и пестициды также загрязняют окружающую среду.

Глобальными последствиями загрязнения атмосферного воздуха являются:

Парниковый эффект – следствие накопления углекислого газа в атмосфере. Еще семь лет назад называли верхний предел, на который к концу минувшего века повысится температура, - всего на 2-3 градуса. Но повышение произошло на 5,8 градуса! А если сопоставить темпы потепления, зафиксированные в первой половине ХХ века, с теми, что отмечены на его исходе, становится очевидным, что они катастрофически возросли. Последствия такого потепления, заявили члены комиссии ООН, могут погубить человечество.

Кислотные дожди. Более 50% S02 в атмосфере Земли имеет техногенное происхождение. При сжигании любого ископаемого топлива выделяется диокись серы и азота. Получение энергии, увы, сопровождается закислением окружающей среды. Миллионы тонн диоксидов серы и азота, выбрасываемые в атмосферу, превращают выпадающие дожди в слабый раствор кислот. Последствия: исчезает рыба в водоемах, гибнут леса, снижается продуктивность почв, падает урожайность, разрушаются памятники архитектуры (прочный мрамор, смесь окислов кальция, превращается в гипс CaSO4).

Смог (смесь дыма и тумана). Сам по себе туман не опасен. Губительным для организма он становится в случае чрезмерного загрязнения токсическими веществами. Главная опасность – сернистый газ в концентрации 5-10 г\м куб. и выше. Лондон стал известен своим густым туманом, который придал колорит детективным историям, но сократил жизнь многих горожан.

Озоновый экран Земли. Озон – трехатомные молекулы кислорода – рассеян над Землей на высоте от 15 до 50 км. Стратосферный озоновый слой защищает людей и живую природу от жестокого ультрафиолетового и мягкого рентгеновского излучения в ультрафиолетовой части солнечного спектра. Каждый потерянный процент озона в масштабах планеты вызывает до 150 тыс. дополнительных случаев слепоты от катаракты, на 2,6% увеличивает число раковых заболеваний кожи. УФО подавляет иммунную систему организма.

Природные способы очистки атмосферного воздуха: вымывание аэрозолей из атмосферы осадками; оседание ионов под влиянием электрического поля Земли и вследствие гравитации; осаждение загрязнений на деревьях при встрече с потоками, переносящими их; разбавление загрязнителей вследствие турбулентного перемещения воздушных потоков. Эта способность природы долгое время эксплуатировалась человеком бездумно и хищнически. Однако процесс загрязнения резко прогрессирует, и природные системы самоочищения уже не выдерживают такой натиск. Вредные для человека и природы выбросы могут перемещаться в воздушных потоках на громадные расстояния. Например, установлено, что вредные выбросы промышленных предприятий ФРГ и Великобритании переносятся на расстояния более 1000 км и выпадают на территории скандинавских стран, а из северо-восточных штатов США – на территории Канады.

Атмосферный воздух и здоровье. Ученые считают, что ежегодно тысячи смертей в городах всего мира связаны с загрязнением воздуха. Загрязнением атмосферы обусловлено до 30% общих заболеваний населения промышленных центров.

Загрязненный воздух, прежде всего, поражает верхние дыхательные пути и легкие: катар верхних дыхательных путей, острый и хронический бронхит, бронхит с астматическим компонентом. Во всех странах на долю респираторных заболеваний приходится больше случаев, чем на все остальные болезни, вместе взятые. Катар верхних дыхательных путей до сих пор остается самой распространенной болезнью. Пыль,особенно ее респирабельная фракция (менее 10 микрон), которая проникает в альвеолы, вызывает хронические заболевания органов дыхания и развитие раннего пневмосклероза (замещение легочной ткани соединительной). Получены данные о влиянии загрязненного воздуха на смертность от коронарной болезни сердца. Обнаружена связь загрязнения атмосферного воздуха с ростом заболеваний генетической природы, при этом уровень врожденных пороков развития в промышленных городах зависит не только от интенсивности загрязнения, но и от характера атмосферных выбросов. В загрязненных районах чаще встречаются неблагоприятно протекающие беременности и роды. Загрязнение воздуха сказывается и на возникновении такого заболевания, как рак легких. Установлена связь между содержанием твердых частиц в воздухе и частотой рака желудка и предстательной железы.