Биология

++ - слабая

+++ - сильная

++++ - очень сильная

Среди основных источников загрязнения гидросферы минеральными

веществами и биогенными элементами следует упомянуть предприятия пищевой

промышленности и сельское хозяйство. С орошаемых земель ежегодно

вымывается около 6 млн. т солей. К 2000 году возможно увеличение их массы

до 12 млн. т/год.

Отходы, содержащие ртуть, свинец, медь локализованы в отдельных

районах у берегов, однако некоторая их часть выносится далеко за пределы

территориальных вод. Загрязнение ртутью значительно снижает первичную

продукцию морских экосистем, подавляя развитие фитопланктона. Отходы,

содержащие ртуть, обычно скапливаются в донных отложениях заливов или

эстуариях рек. Дальнейшая ее миграция сопровождается накоплением

метиловой ртути и ее включением в трофические цепи водных организмов.

Так, печальную известность приобрела болезнь Минамата, впервые

обнаруженную японскими учеными у людей, употреблявших в пищу рыбу,

выловленную в заливе Минамата, в который бесконтрольно сбрасывали

промышленные стоки с техногенной ртутью.

3.2. Органическое загрязнение.

Среди вносимых в океан с суши растворимых веществ, большое значение

для обитателей водной среды имеют не только минеральные, биогенные

элементы, но и органические остатки. Вынос в океан органического вещества

оценивается в 300 - 380 млн. т/год. Сточные воды, содержащие

суспензии органического происхождения или растворенное органическое

вещество, пагубно влияют на состояние водоемов. Осаждаясь, суспензии

заливают дно и задерживают развитие или полностью

прекращают жизнедеятельность данных микроорганизмов, участвующих в процессе

самоочищения вод. При гниении данных осадков могут образовываться вредные

соединения и отравляющие вещества, такие как сероводород, которые приводят

к полному загрязнению воды в реке. Наличие суспензий затрудняют также

проникновение света на глубину, и замедляет процессы фотосинтеза.

Одним из основных санитарных требований, предъявляемых к качеству

воды, является 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.

Значительный 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 сточных водах

предоставлена ниже:

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

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 опуститься ниже уровня,

необходимого для жизни морских и пресноводных организмов.

4. Проблема загрязнения Мирового океана (на примере ряда органических

соединений).

4.1. Нефть и нефтепродукты.

Нефть представляет собой вязкую маслянистую жидкость, имеющую

темно-коричневый цвет и обладающую слабой флуорисценцией. Нефть состоит

преимущественно из насыщенных алифвтических 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 бициклические 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, ксилол),

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 0,23% 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 постоянных 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 30 лет, начиная с 1964 года, пробурено около 2000 скважин

в Мировом океане, из них только в Северном море 1000 и 350 промышленных

скважин оборудовано. Из-за незначительных утечек ежегодно теряется 0,1

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

и ливневыми стоками.

Объем загрязнения 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:

Внешний вид Толщина, мкм Количество нефти, л/ кв. км

1. Едва заметна 0,038 44

2. Серебристый отблеск 0,076 88

3. Следы окраски 0,152 176

4. Ярко окрашенные разводы 0,305 352

5. Тускло окрашенные 1,016 1170

6. Темно окрашенные 2,032 2310

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 сохраняться на поверхности, переноситься течением, выбрасываться на

берег и оседать на дно.

4.2. 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 растений.

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 золовым и водным путем.

Промышленное производство пестицидов сопровождается появлением

большого количества побочных продуктов, загрязняющих сточные воды. В

водной среде чаще других встречаются представители инсектицидов,

фунгецидов и гербицидов. Синтезированные инсектициды делятся на три

основных группы: хлороорганические, фосфорооргани-ческие и карбонаты.

Хлороорганические инсектициды получаются путем хлороирования

ароматических и жидких гетероциклических углеводородов. К ним относятся ДДТ

и его производные, в молекулах которых устойчивость алифатических и

ароматических групп в совместном присутствии возрастает, всевозможные

хлорированные производные хлородиена (элдрин). 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 производстве пластмасс, красителей, трансформаторов,

конденсаторов.

Полихлорбифенилы (ПХБ) попадают в окружающую среду

в результате сбросов промышленных сточных вод и сжигания твердых

отходах на свалках. Последний источник поставляет ПБХ в атмосферу, откуда

они с атмосферными осадками выпадают во всех районах Земного шара. Так

в пробах снега, взятых в Антарктиде, содержание ПБХ составило 0,03 - 1,2

кг./л.

4.3. Синтетические поверхностно-активные вещества.

Детергенты (СПАВ) относятся к обширной группе веществ, понижающих

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 морскую среду.

СМС содержат полифосфаты натрия, в которых растворены детергенты, а

также ряд добавочных ингредиентов, токсичных для водных организмов:

ароматизирующие вещества, отбеливающие реагенты (персульфаты, пербораты),

кальцинированная сода, карбоксиметил-целлюлоза, силикаты натрия.

В зависимости от природы и структуры гидрофильной части молекулы

СПАВ делятся на анионоактивные, катионоактивные, амфотерные и неионогенные.

Последние не образуют ионов в воде. Наиболее распространенными среди СПАВ

являются анионактивные вещества. На их долю приходится более 50% всех

производимых в мире СПАВ.

Присутствие СПАВ в сточных 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.

4.4. Соединения с канцерогенными свойствами.

Канцерогенные вещества - это химически однородные соединения,

проявляющие трансформирующую активность и способность вызывать

канцерогенные, тератогенные (нарушение процессов эмбрионального

развития) или мутагенные изменения в организмах. В зависимости от условий

воздействия они могут приводить к ингибированию роста, ускорению старения,

нарушению индивидуального развития и изменению генофонда организмов.

К веществам, обладающим канцерогенными свойствами, относятся

хлорированные алифатические углеводороды, винилхлорид,

и особенно, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ).

Максимальное количество ПАУ в современных данных осадках Мирового океана

(более 100 мкг/км массы сухого вещества) обнаружено в тентонически

активных зонах, подверженным глубинному термическому воздействию.

Основные антропогенные источники ПАУ в окружающей среде - это пиролиз

органических веществ при сжигании различных материалов, древесины и

топлива.

4.5. 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 изверченных 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 метил ртуть.

Заражение морепродуктов 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, почве, природных водах,

атмосфере, живых организмах. Наконец, свиней 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) т. свинца в год.

4.6. Сброс отходов в море с целю 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 промышленного производства

присутствуют разнообразные органические вещества и соединения тяжелых

металлов. Бытовой мусор в среднем содержит (на массу сухого вещества) 32-

40% органических веществ; 0,56% азота; 0,44% фосфора; 0,155% цинка;

0,085% свинца; 0,001% ртути; 0,001% кадмия.

Во время сброса и прохождения 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 не редко 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 в 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 над 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.

4.7. 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 слоям. 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-биоценотическом 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 загрязнения различного рода. 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.

5.1. 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

хозяйстве медицине (борьба с переносчиками болезней) почти повсеместно

отличается снижение из 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 глобальных

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

направлении уже были достигнуты определенные успехи и внедряются препараты

с большой скоростью деструкции, однако проблема в целом ещё не решена.

5.2. Кислые атмосферные выпады на сушу (кислотные дожди).

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 окислов серы, азота, углерода.

Эти окислы, 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

окислов 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

представительных систематических измерений соединений загрязняющих

атмосферу веществ на больших территориях.

4.4 Влияние радиоактивных веществ

на растительный и животный мир

Некоторые химические элементы радиоактивны: их самопроизвольный распад и

превращение в элементы с другими порядковыми номерами сопровождается

излучением. При распаде радиоактивного вещества его масса с течением

времени уменьшается. Теоретически вся масса радиоактивного элемента

исчезает за бесконечно большое время. Время, по истечении которого масса

уменьшается вдвое, называется периодом полураспада. Для разных

радиоактивных веществ период полураспада изменяется в широких пределах: от

нескольких часов (у 41 Ar он равен 2 ч) до нескольких миллиардов лет (238U

- 4,5 млрд. лет)

Борьба с радиоактивным загрязнением среды может носить лишь

предупредительный характер, поскольку не существует никаких способов

биологического разложения и других механизмов, позволяющих нейтрализовать

этот вид заражения природной среды. Наибольшую опасность представляют

радиоактивные вещества с периодом полураспада от нескольких недель до

нескольких лет: этого времени достаточно для проникновения таких веществ в

организм растений и животных.

Распространяясь по пищевой цепи (от растений к животным), радиоактивные

вещества с продуктами питания поступают в организм человека и могут

накапливаться в таком количестве, которое способно нанести вред здоровью

человека.

При одинаковом уровне загрязнения среды изотопы простых элементов (14С,

32З, 45Са, 35S, 3Н и др.) являющиеся основными слагаемыми живого вещества

(растений и животных), более опасны, чем редко встречающиеся радиоактивные

вещества, слабо поглощаемые организмами.

Наиболее опасные среди радиоактивных веществ 90 Sr м 137Сs образуются

при ядерных взрывах в атмосфере, а также поступают в окружающую среду с

отходами атомной промышленности. Благодаря химическому сходству с кальцием

90Sr легко проникает в костную ткань позвоночных, тогда как 137 Cs

накапливается в мускулах замещая калий.

Излучения радиоактивных веществ оказывают следующее воздействие на

организм:

ослабляют облученный организм, замедляют рост, снижают сопротивляемость

к инфекциям и иммунитет организма;

уменьшают продолжительность жизни, сокращают показатели естественного

прироста из-за временной или полной стерилизации;

различными способами поражают гены, последствия которого проявляются во

втором или третьем поколениях;

оказывают кумулятивное (накапливающееся) воздействие, вызывая

необратимые эффекты.

Тяжесть последствий облучения зависит от количества поглощенной

организмом энергии (радиации), излученной радиоактивным веществом. Единицей

этой энергии служит 1 ряд - это доза облучения, при которой 1 г живого

вещества поглощает 10-5 Дж энергии.

Установлено, что при дозе, превышающей 1000 рад, человек погибает; при

дозе 7000 и 200 рад смертельный исход отмечается в 90 и 10% случаев

соответственно; в случае дозы 100 рад человек выживает, однако значительно

возрастает вероятность заболевания раком, а также вероятность полной

стерилизации.

Наибольшее загрязнение радиоактивного распада вызвали взрывы атомных и

водородных бомб, испытание которых особенно широко проводилось в 1954-1962

гг. К 1963 г., когдабыл подписан Договор о запрещении испытаний ядерного

оружия в атмосфере, в космическом пространстве и под водой, в атмосфере уже

находились продукты взрыва общей мощностью свыше 170 Мт (это примерно

мощность взрыва 85000 бомб, подобных сброшенной на Хиросиму).

Второй источник радиоактивных примесей - атомная промышленность. Примеси

поступают в окружающую среду при добыче и обогащении ископаемого сырья,

использовании его в реакторах, переработке ядерного горючего в установках.

Наиболее серьезное загрязнение среды связано с работой заводов по

обогащению и переработке атомного сырья. Большая часть радиоактивных

примесей содержится в сточных водах. Которые собираются и хранятся в

герметичных сосудах. Однако 85Кr,133 Хе и часть 131 I попадают в

атмосферу из испарителей, используемых для уплотнения радиоактивных

отходов. Тритий и часть продуктов распада (90Sr, 137Cs, 106 Ru, 131 I)

сбрасываются в реки и моря, вместе с малоактивными жидкостями (небольшой

завод по производству атомного горючего ежегодно сбрасывает от 500 до 1500

т воды, зараженной этими изотопами). Согласно имеющимся оценкам, к 2000 г.

ежегодное количество отходов атомной промышленности в США достигнет 4250 т

(что эквивалентно массе отходов, которые могла бы образоваться при взрыве 8

млн. бомб типа сброшенной на Хиросиму). Для дезактивации радиоактивных

отходов до их полной безопасности необходимо время, равное премерно20

периодам полураспада (это около 640 лет для 137Сs и490 тыс. лет для 239

Ru). Вряд ли можно поручиться за герметичность контейнеров, в которых

хранятся отходы, в течение столь длительных интервалов времени.

Таким образом, хранение отходов атомной энергетики представляется

наиболее острой проблемой охраны среды от радиоактивного заражения.

Теоретически, правда, возможно создать атомные электростанции с практически

нулевым выбросом радиоактивных примесей. Но в этом случае производство

энергии на атомной станции оказывается существенно дороже, чем на теловой

электростанции.

Поскольку производство энергии, основанное на ископаемом топливе (уголь,

нефть, газ0, также сопровождается загрязнением среды, а запасы самого

ископаемого топлива ограничены, большинство исследователей, занимающихся

проблемами энергетики и охраны среды пришли к выводу: атомная энергетика

способна не только удовлетворять все возрастающие потребности общества в

энергии, но и обеспечить охрану природной среды и человека лучше чем это

может быть осуществлено при производстве такого же количества энергии на

основе химических источников (сжигания углеводородов). При этом особое

внимание следует уделить мероприятиям, исключающим риск радиоактивного

загрязнения среды (в том числе и в отдаленном будущем), в частности

обеспечить независимость органов по контролю за выбросами от ведомств,

ответственных за производство атомной энергии.

Установлены предельно допустимые дозы ионизирующей радиации, основанные

на следующем требовании: доза не должна превышать удвоенного среднего

значения дозы облучения, которому человек подвергается в естественных

условиях. При этом предполагается, что люди хорошо приспособились к

естественной радиоактивности среды. Более того, известны группы людей,

живущих в районах с высокой радиоактивностью, значительно превышающей

среднюю по земному шару (так в одном из районов Бразилии жители за год

получают около 1600 мрад, что в 10-20 раз больше обычной дозы облучения). В

среднем доза ионизирующей радиации, получаемой за год каждым жителем

планеты, колеблется между 50 и 200 мрад, причем на долю естественной

радиоактивности (космические лучи) приходится около 25 млрд.

радиоактивности горных пород - примерно 50-15- мрад. Следует также

учитывать те дозы, которые получает человек от искусственных источников

облучения. В Великобритании, например, ежегодно при рентгеноскопических

обследованиях человек получает около 100 мрад. Излучений телевизора -

примерно 10 мрад. Отходов атомной промышленности и радиоактивных осадков -

около 3 мрад.

5. Общие мероприятия по предотвращению загрязнений 20

5.1. . 21

5.2. . Ошибка! Закладка не определена.

2. Масштабы загрязнения.

До эры агломераций утилизация отходов была облегчена благодаря всасывающей

способности окружающей среды: земли и воды. Крестьяне, отправляя свою

продукцию с поля сразу к столу, обходясь без переработки, транспортировки,

упаковки, рекламы и торговой сети, привносили мало отходов. Овощные очистки

и тому подобное скармливалось или использовалось в виде навоза как

удобрение почвы для урожая будущего года. Передвижение в города привело к

совершенно иной потребительской структуре. Продукцию стали обменивать, а

значит, упаковывать для большего удобства.

В настоящее время жители Нью-Йорка выбрасывают в день в общей сложности

около 24000 т материалов. Эта смесь, состоящая в основном из разнообразного

хлама, содержит металлы, стеклянные контейнеры, макулатуру, пластик и

пищевые отходы. В этой смеси содержится большое количество опасных отходов:

ртуть из батареек, фосфоро-карбонаты из флюорисцентных ламп и токсичные

химикаты из бытовых растворителей, красок и предохранителей деревянных

покрытий.

Город размером с Сан-Франциско располагает большим количеством алюминия,

чем небольшая бокситовая шахта, меди — чем средняя медная копия, и большим

количеством бумаги, чем можно было бы получить из огромного количества

древесины.

С начала 70-х до конца 80-х в России бытовых отходов стало в 2 раза больше.

Это миллионы тонн. Ситуация на сегодняшний день представляется следующей. С

1987 года количество мусора по стране увеличилось в два раза и составило

120 млрд. т в год, учитывая промышленность. Сегодня только Москва

выбрасывает 10 млн. т. промышленных отходов примерно по 1 т на каждого

жителя!

Как видно из приведёных примеров масштабы загрязнения окружающей среды

городскими отходами таковы, что острота проблемы нарастает с каждым днём.

3. Пути решения проблемы.

Приблизительно за 500 лет до нашей эры в Афинах был издан первый из

известных эдикт, запрещающий выбрасывать мусор на улицы, предусматривающий

организацию специальных свалок и предписывающий мусорщикам сбрасывать

отходы не ближе чем за милю от города.

С тех пор мусор складировали на различных хранилищах в сельской местности.

В результате роста городов свободные площади в их окрестностях уменьшались,

а неприятные запахи, возросшее количество крыс, вызванное свалками, стали

невыносимыми. Отдельно стоящие свалки были заменены ямами для хранения

мусора.

Около 90 % отходов в США до сих пор закапывается. Но свалки в США быстро

заполняются, и страх перед загрязнениями подземных вод делает их

нежелательными соседями. Эта практика заставила людей во многих населенных

пунктах страны прекратить потребление воды из колодцев. Желая уменьшить

этот риск, власти Чикаго с августа 1984 г. объявили мораторий на разработку

новых площадей под свалку до тех пор, пока не будет разработан новый вид

мониторинга, следящего за перемещением метана, так как если не

проконтролировать его образование, он может взорваться.

Даже простое захоронение отходов является дорогостоящим мероприятием. С

1980 по 1987 гг. стоимость захоронения отходов в США возросла с 20 до 90

долларов за 1 т. Тенденция к удорожанию сохраняется и сегодня.

В густо населенных районах Европы способ захоронения отходов, как требующий

слишком больших площадей и способствующий загрязнению подземных вод, был

предпочтен другому — сжиганию.

Первое систематическое использование мусорных печей было опробовано в

Нотингеме, Англия, в 1874 г. Сжигание сократило объем мусора на 70-90 %, в

зависимости от состава, поэтому оно нашло свое применение по обе стороны

Атлантики. Густонаселенные и наиболее значимые города вскоре внедрили

экспериментальные печи. Тепло, выделяемое при сжигании мусора стали

использовать для получения электрической энергии, но не везде эти проекты

смогли оправдать затраты. Большие затраты на них были бы уместны тогда,

когда не было бы дешевого способа захоронения. Многие города, которые

применили эти печи, вскоре отказались от них из-за ухудшения состава

воздуха. Захоронение отходов осталось в числе наиболее популярных методов

решения данной проблемы.

Наиболее перспективным способом решения проблемы является переработка

городских отходов. Получили развитие следующие основные направления в

переработке: органическая масса используется для получения удобрений,

текстильная и бумажная макулатура используется для получения новой бумаги,

металлолом направляется в переплавку. Основной проблемой в переработке

является сортировка мусора и разработка технологических процессов

переработки.

Экономическая целесообразность способа переработки отходов зависит от

стоимости альтернативных методов их утилизации, положения на рынке

вторсырья и затрат на их переработку. Долгие годы деятельность по

переработке отходов затруднялась из-за того, что существовало мнение, будто

любое дело должно приносить прибыль. Но забывалось то, что переработка, по

сравнению с захоронением и сжиганием, — наиболее эффективный способ решения

проблемы отходов, так как требует меньше правительственных субсидий. Кроме

того, он позволяет экономить энергию и беречь окружающую среду. И поскольку

стоимость площадей для захоронения мусора растет из-за ужесточения норм, а

печи слишком дороги и опасны для окружающей среды, роль переработки отходов

будет неуклонно расти.

4. Заключение.

Человечество пришло к пониманию, что дальнейшее развитие технического

прогресса невозможно без оценки влияния новых технологий на экологическую

ситуацию. Новые связи, создаваемые человеком, должны быть замкнуты, чтобы

обеспечить неизменность тех основных параметров системы планеты Земля,

которые влияют на её экологическую стабильность.

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ И МЕТОДЫ ОЧИСТКИ

1. 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-продуктов гниения органических

веществ, растворенных газов и минеральных веществ, взвешенного твердого

материала.

В местах большого скопления людей и животных природной

чистой воды обычно не хватает, особенно если ее используют для сбора

нечистот и переноса их подальше от населенных пунктов. Если нечистот в

почву попадает не много, почвенные организмы перерабатывают их, заново

используя питательные вещества, и в соседние водотоки просачивается уже

чистая вода. Но если нечистоты попадают сразу в воду, они гниют, и на их

окисление расходуется кислород . Создается так называемая биохимическая

потребность в кислороде . Чем выше эта потребность, тем меньше кислорода

остается в воде для живых микроорганизмов, особенно для рыб и

водорослей. Иногда из-за недостатка кислорода гибнет все живое. Вода

становиться биологически мертвой в ней остаются только анаэробные

бактерии ; они процветают без кислорода и в процессе своей

жизнедеятельности выделяют сероводород ядовитый газ со специфическим

запахом тухлых яиц.И без того безжизненная вода приобретает гнилостный

запах и становится совсем непригодной для человека и животных. Подобное

может произойти и при избытке в воде таких веществ, как нитраты и

фосфаты; они попадают в воду из сельскохозяйственных удобрений на полях

или из сточных вод, загрязненных моющими средствами. Эти биогенные

вещества стимулируют рост водорослей,водоросли начинают потреблять много

кислорода, а когда его становится недостаточно, они гибнут.В природных

условиях озеро, прежде чем заилиться и исчезнуть, существует около

20тыс. лет.Избыток биогенных веществ ускоряет процесс старения, или

интрофикацию, и уменьшает срок жизни озера, делая его к тому же

малопривлекательным.В теплой воде кислород хуже растворяется,чем в

холодной.Некоторые предприятия, особенно электростанции,потребляют

огромное количество воды на охлаждение.Нагретая вода сбрасывается

обратно в реки и еще больше нарушает биологическое равновесие водной

системы.Пониженное содержание кислорода препятствует развитию одних

живых видов и дает преимущество другим.Но эти новые, теплолюбивые виды

тоже сильно страдают, как только прекращается подогрев воды.Органические

Страницы: 1, 2, 3