Техногенное загрязнение почв и способы его предотвращения .

Проблема загрязнения почв была всегда актуальна, ведь наш век развитых технологий в атмосферу, и впоследствии в почву попадает много вредных веществ . Они нарушают, уничто-жают все полезное в почве. Долг людей сохранить почву.

Цель : Изучить техногенное загрязнение почв Пермского края и способы его предотвращения.

Задачи :

Проанализировать экологическое состояние почв Пермского края

Выявить источники загрязнения

Установить последействие техногенного загрязнения почв

Предложить способы защиты почвы от загрязнения.

Население Земли составляет сегодня 7 млрд. человек. На каждого жителя приходится по 3 га земельных ресурсов и всего по 0,25 га пахотных угодий. Резервы пахотных земель иссякают, освоение новых земель сдерживается неблагоприятными природными условиями. К 2050 году по прогнозам учёных население Земли составит около 12,5 миллиардов человек. Следовательно, необходимо увеличить выпуск продуктов в 2-3 раза. В последние годы увеличение производства продуктов питания обеспечивается на 90% в результате повышения урожайности с/х культур и лишь на 10 % в результате расширения посевных площадей. Экологическая безопасность на сегодняшний день – один из приоритетов при производстве сельскохозяйственной продукции. Человечество получает из почвы 95 % всех продуктов питания, поэтому забота о сохранении почвенного плодородия, «здоровья» почвы является важнейшей задачей аграрной науки и сельхозтоваропроизводителей. Являясь важнейшей жизнеобеспечивающей сферой, почва постоянно испытывает различные воздействия, обусловленные человеческой деятельности. Сегодня около 15% территории России относятся к зонам экологического неблагополучия. Площадь Пермского края составляет 160236,5 км 2 , население в 2007 года – 2,90 млн. человек. Пермский край занимает 14 место в России и 4 на Урале по объёму промышленного производства. Выброс загрязняющих веществ в атмосферу по краю в целом составляют 735 тыс. т/год, из них 613 тыс. т/год – из стационарных источниках, 122 тыс. т/год – от автотранспортных средств. Такие города, как Березники, Пермь и Соликамск, входят в список городов с максимальными концентрациями загрязняющих веществ в атмосферном воздухе , превышающими в 10 раз ПДК (по данным ГОСКОМ экологии России). Наиболее высоким уровнем токсичных выбросов характеризуется г. Чусовой, Лысьва, Березники, Краснокамск, Губаха. Масса загрязняющих веществ, поступивших в атмосферу г. Пермь в 2000 году от промышленных предприятий составила 46777,5 тонн. Существует четыре основных источника загрязнения:

1) Промышленность – Наибольшее количество загрязняющих веществ от промышленных источников выбрасывается в воздух на территории Индустриального района, далее в порядке убывания – Орджоникидзевский, Свердловский, Кировский, Дзержинский и Ленинский..

2) Автомобильный транспорт также влияет на загрязнения атмосферного воздуха Перми (всего 181553 единицы автотранспорта в г. Перми, из них 121280 – личные автомобили). Состав выбросов от автотранспорта включает в себя также основные загрязняющие вещества: оксид углерода, углеводорода, оксид азота, сернистый ангидрид, сажа и др. В общем загрязнении атмосферы г. Перми доля выбросов этих веществ автотранспортом составляет: оксид углерода – 80%, оксид азота – 10%, сажи – 9%.

3) Сельское хозяйство загрязняет почву – тяжелыми металлами и другими токсинами. Всем известно, что удобрения – это , но удобрения содержат в своем составе примеси тяжелых элементов и тоже являются источниками загрязнения почвы. Среди традиционных удобрений наибольшими загрязнителями являются фосфорные удобрения.

4) Бытовые отходы . Городские свалки промышленного и бытового мусора занимают большие площади. В составе мусора могут оказаться ядовитые вещества, такие, как ртуть или другие тяжелые металлы, химические соединения, которые растворяются и попадают в почву, водоемы, грунтовые воды. Могут попасть в мусор и приборы , содержащие радиоактивные вещества. Количество накапливающегося мусора постоянно растет. Сейчас его на каждого горожанина приходится от 150 до 600 кг в год.

Загрязнения почвы промышленными отходами и интенсивное применение средств химизации создает опасность получения растениеводческой продукции с повышенным содержанием тяжелых металлов. Поступая в почву в результате техногенного загрязнения, тяжелые металлы в больших количествах в первую очередь влияют на биологические свойства почвы (приводят к снижению числа и видов микроорганизмов), а также на химические и физические её свойства, разрушая, таким образом, её плодородие в целом. Из почвы тяжелые металлы поступают в растения, нарушая в них обмен веществ. Все это в итоге снижает уровень продуктивности. Таблица1

Снижение урожайности с/х культур в зависимости от расстояния загрязнителей, %

1.Важнейшим способом защиты почв и с/х продукции от техногенного загрязнения является известкование. Известкование не только повышает плодородие почв и урожайность культур, но и снижает подвижность тяжелых металлов и способствует их закреплению в почве в виде прочных комплексов. Тяжелые металлы становятся малодоступными для растений.

2.Для поддержания способности почвы к самоочищению необходимо постоянное поступление свежего органического вещества. Это могут быть традиционные органические удобрения (навоз) и такие как торф, осадок сточных вод, солома и д.р. Органические удобрения снижают подвижность тяжелых металлов за счет связывания их в прочные комплексы с органическим веществом. Для реального снижения тяжелых металлов в растениях рекомендуется вносить не менее 10 т/га органического удобрения, преимущественно торфа.

3.Фосфоритование почв. Увеличивая содержание фосфора в почве, мы тем самым связываем токсичные вещества, особенно тяжелые металлы в прочные комплексные соединения , что приводит к получению экологически чистой продукции. Фосфаты цинка и кадмия являются труднорастворимыми соединениями и не доступны для растений.

4.Введение в севообороты бобовых культур позволяет не только приостановить ухудшение плодородия почвы, но и получать экологически чистую продукцию. Запашка зеленой массы клевера, вики, гороха, бобов, люпина позволяют практически без применения удобрений получать высокую урожайность культур с хорошим качеством продукции.

5.Подбор культур на загрязненных почвах. Установлено, что культуры обладают различной устойчивостью к загрязнению тяжелыми металлами. По степени устойчивости к токсикантам растения можно расположить в следующем порядке : злаковые травы > зерновые> картофель> овощи. На загрязненных почвах следует размещать культуры, у которых в пищу идут части растений слабо накапливающие тяжелые металлы – это томаты, картофель, бахчевые или технические культуры - лен, конопля, картофель для производства крахмала, сахарную свеклу на сахар. На загрязненных почвах нельзя выращивать продукты для производства детского питания.

6.При очень высокой степени загрязнения почвы существуют два пути ее оздоровления:

Культивирование растений сильно поглощающих токсичные вещества с последующим их отчуждением с поля и утилизацией.

Механическое удаление верхнего пораженного слоя земли и замена его новым. Это очень дорого и используется редко (при техногенных катастрофах).

Биологическая взаимосвязь между почвой и человеком осу­ществляется главным образом путем обмена веществ. Почва является как бы поставщиком минеральных веществ, необхо­димых для цикла обмена веществ, для роста растений, потреб­ляемых человеком и травоядными животными, съедаемыми в свою очередь человеком и плотоядными животными. Таким об­разом, почва обеспечивает пищей многих представителей расти­тельного и животного мира. Следовательно, ухудшение качества почвы, понижение ее биологической ценности, способности к самоочищению вызы­вает биологическую цепную реакцию, которая в случае продол­жительного вредного воздействия может привести к самым различным расстройствам здоровья у населения . Резюмируя всё вышесказанное, можно констатировать, что проблема бытового загрязнения почв очень распространена в наше время и решение требует совместных усилий.

Наиболее ощутимым в смысле воздействия на среду обитания человека и достаточно хорошо изученным можно считать загрязнение ОС. Оно непосредственно связано с научно-техническим прогрессом и отражает негативные для природы аспекты этого прогресса, последствия

антропогенной деятельности.

Главная опасность антропогенного фактора нашего времени - внесение в круговорот веществ, несвойственных природе, разрывающих замкнутый цикл или искажающих процесс круговорота веществ. Вредные воздействия могут происходить не только от введения в круговорот чуждых природе веществ (яды, убивающие редуцентов, вредное воздействие на развитие продуцентов, разрыв в цепи консументов и т. д.), но и введение в круговорот энергий, количественно несвойственных природе в целом или конкретному сезону.

Загряsпение ОС - ото любое внесение в ту или иную экологическую систему не свойственных ей живых или неживых компонентов, физических или структурных изменений, прерывающих или нарушающих процессы круговорота и обмена веществ, потоки энергии и информации с непременными последствиями в форме снижения продуктивности или разрушения данной экосистемы.

Загрязнение можно рассматривать как более или менее обратимое изъятие какой-либо части окружающей среды (чистой воды, чистого воздуха, возделанной земли, продуктов питания, полноценных биологических сообществ) и в связи с этим лишения какой-то части здоровья и благополучия людей.

Академик А.В. Сидоренко указывает три основные причины загрязнения и разрушения ОС и истощения природных ресурсов в результате антропогенной деятельности: 1) из-за простого нарушения количественного равновесия между потребностью в природных ресурсах и фактическим их изъятием из естественного круговорота; 2) из-за чрезмерного техногенного воздействия на природную среду, превышающего критические пороги антропогенной нагрузки на данный природный комплекс; 3) из-за игнорирования или нарушения экологических принципов в извлечении и воспроизводстве природных ресурсов.

Разнообразные виды вмешательства человека в естественные процессы в биосфере можно сгруппировать по следующим категориям загрязнений:

Ингредиентное загрязнение, или внесение химических веществ, которые количественно или качественно чужды естественным системам;

Параметрическое (физическое) загрязнение, связанное с изменением качественных параметров окружающей среды (к нему относят тепловое, звуковое, шумовое, радиационное, световое, электромагнитное);

Биоценотическое загрязнение, которое заключается в воздействии на состав и структуру популяций живых организмов, населяющих экосистему;

Стациально-деструкционпое загрязнение, представляющее собой изменение ландшафтов и экологических систем в процессе природопользования, обусловленном интересами человека.

Выбросы в ОС классифицируются по агрегатному состоянию и по массовому выбросу. По агрегатному состоянию различают газо- и парообразные, жидкие, твердые и смешанные выбросы, По массовому выбросу выделяют шесть групп: менее 0,01; 0,01-0,1; 0,1-1,0; 1,0-10; 10-100; свыше 100 т/сутки.

По своему происхождению промышленные загрязнения могут быть механическими, химическими, физическими и биологическими.

Механические - пыль в воздухе, твердые частицы и разнообразные предметы в воде и почве.

Химические - всевозможные газообразные, жидкие и твердые химические соединения и элементы, попадающие в атмосферу и гидросферу и вступающие во взаимодействие с ОС.

Биологические - это виды организмов, появившиеся при участии человека и наносящие вред ему или живой природе.

Источники загрязнений ОС: сосредоточенные (точечные) и рассредоточенные. К точечным относятся дымовые и вентиляционные трубы, шахты и т. п., к рассредоточенным - фонари цехов, ряды близко расположенных труб, открытые склады и т. п. Источники загрязнения могут быть также непрерывного и периодического действия.

Отрицательно влияя на ОС, загрязнения, в свою очередь, могут подвергаться определенному воздействию ОС. Различают стойкие (неразрушимые) загрязнения и разрушаемые под действием природных химико-биологических процессов.

Загрязнение можно считать комплексом «помех» в экосистемах, которые воздействуют на потоки вещества, энергии и информации в пищевых (энергетических) цепях. При этом, в отличие от естественных, антропогенные «помехи» часто ведут не к отбору наиболее приспособленных особей, а к массовому вымиранию организмов.

Источники техногенных эмиссий. Источниками большей части техногенных эмиссий загрязнений являются термохимические процессы в энергетике - сжигание топлива, а также связанные с ним термические и химические процессы и утечки.

Сопутствующие реакции, определяющие эмиссию других загрязнителей, связаны с содержанием примесей в топливе, термоокислением азота воздуха и вторичными реакциями, происходящими уже в окружающей среде. Все перечисленные реакции сопровождают работу тепловых станций, промышленных печей, двигателей внутреннего сгорания, газотурбинных и реактивных двигателей, процессы металлургии, обжига минерального сырья и т.п. Энергетика, причем не только атомная, помимо химического и теплового является также источником радиационного и др.видов загрязнений.

Указанные процессы обусловливают до 85% химического загрязнения атмосферы, до 35% наиболее токсичного загрязнения поверхности земли и поверхностных вод, а также частично радиационное загрязнение. Наибольший вклад в энергетически зависимое загрязнение среды вносят теплоэнергетика и транспорт. Электростанция мощностью 1000 МВт, работающая на угле, ежегодно выбрасывает в атмосферу 36 млрд м 3 отходящих газов, 100 млн м 3 пара, 360 тыс. т золы и 5 млн м 3 сточных вод с содержанием примесей от 0,2 до 2 г/л.

Также в твердых, жидких и газообразных отходах ТЭС содержатся углеводороды, сульфаты, хлориды, фосфаты, фтористые соединения, соли тяжелых металлов. В среднем в топливной теплоэлектроэнергетике на одну тонну условного топлива приходится до 150 кг загрязнителей воздуха, воды и земли (не считая ССЬ и паров воды). Всего ТЭС мира выбрасывают за год около 700 млн. т загрязнителей различных классов опасности, в том числе около 400 млн. т аэрополлютантов. Данный уровень почти не изменился за последние 20-25 лет, несмотря на то, что мощность энергетики за то же время увеличилась на 35%. Это достигнуто благодаря существенному снижению общей токсичности выбросов в Европе и С. Америке.

Зато уровень загрязнения, связанный с эксплуатацией автотранспорта, возрос, так как число автомобилей в мире росло быстрее, чем совершенствовались двигатели и устройства очистки выхлопных газов. Число двигателей внутреннего сгорания (ДВС) в мире близко к 1,2 млрд. единиц. Около 900 млн. из них - это двигатели автомобилей. Остальное количество относится к другим видам транспорта. Более 82% автопарка приходится на легковые автомобили. Из 3,3 млрд. т нефти, добываемой в мире, почти 1,6 млрд. т (48%) используется всеми видами транспорта, в том числе 1,35 млрд. т - легковыми автомобилями.

Обмен веществ автомобиля с карбюраторным двигателем при расходе горючего в смешанном режиме движения 6 кг на 100 км таков: при оптимальной работе двигателя сжигание 1 кг бензина сопровождается потреблением 13,5 кг воздуха и выбросом 14,5 кг отработанных веществ. В выхлопе современного автомобиля регистрируется до 200 индивидуальных веществ. Общая масса загрязнителей - в среднем около 270 г на 1 кг сжигаемого бензина - составляет в пересчете на весь объем горючего, потребляемого за год легковыми автомобилями мира, около 360 млн т. Кроме соответствующего количества окиси углерода, твердых частиц, окислов азота часть общей массы загрязнителей составляют опасные полициклические ароматические углеводороды и тяжелые металлы.

В практике эксплуатации автотранспорта весьма значительны разливы и утечки горючего и масел, образование металлической, резиновой и асфальтовой пыли, вредных аэрозолей. Суммарная токсичность эмиссий в расчете на единицу потребляемой энергии у автотранспорта в 1,5 раза больше, чем у стационарной энергетики. И как бы ни совершенствовался за счет технических новинок современный суперлимузин, он все больше становится морально вырожденным техническим анахронизмом.

Большое количество загрязнителей атмосферы образуется при различных производственных процессах в черной и цв. металлургии, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности, химии и нефтехимии, машиностроении.

Масштабы загрязнения территории или акватории каким-либо источником определяются многими факторами, среди которых ключевыми являются мощность источника, состав эмиссии, подвижность транспортирующей среды и другие внешние условия рассеяния.

Количественная оценка глобального загрязнения. Общая масса отходов современного человечества и продуктов техносферы составляет около 140 Гт/год, из которых около 9 Гт - это масса изделий, или так называемый «отложенный отход». Таким образом, в среднем на одного жителя планеты приходится более 22 т всех техногенных эмиссий в год. Из 131 Гт отходов около 2,5 Гт (не считая воды) приходится на нетто-выделения всех людей, а 128 Гт «чисто техногенных» отходов распределяются следующим образом: 32 Гт (25%) выбрасываются в атмосферу, 14 Гт (11%) сливаются со стоками в водоемы, 82 Гт (64%) попадают на поверхность земли. К этим количествам

добавляется и часть «отложенных отходов» - некоторая масса (порядка 2 Гт/год) быстро расходуемых продуктов и изделий в виде мусора, удобрений, средств защиты растений и т.п.

Преобладающая масса техногенных материалов, оказывающихся на поверхности земли и в донных отложениях водоемов, химически инертна. В основном это отходы добывающих отраслей производства, формирующие отвалы пустой породы, терриконы, золо- и шлакоотвалы. Как правило, их не считают загрязнителями, хотя они занимают много места, нарушают природные ландшафты и являются вторичными источниками загрязнения воздуха и пр. вод. Объемы этих отходов настолько велики, что даже при малых концентрациях в них токсичных примесей суммарно окружающая среда получает огромное количество опасных в-в. По различным экспертным оценкам, общая масса техногенных эмиссий, относимых к разным классам опасности, составляет от 5 до 8 Гт в год, т.е. примерно от 0,8 до 1,3 кг на каждого жителя Земли. Это и есть минимальная оценка глобального хим.загрязнения. По относительно стабильным концентрациям на земле, в континентальных водоемах и приземных слоях воздуха массы токсичных загрязнителей распределяются в соотношении 3:2:1.

Химизация техносферы достигла к настоящему времени таких масштабов, которые заметно влияют на геохим. облик всей экосферы. Общая масса производимых продуктов и химически активных отходов хим. и нефтехим.пром-ти мира превысила 1,5 Гт/год. В мировой хим. номенклатуре значится более 10 млн индивидуальных в-в; ежегодно их число возрастает на несколько тыс. В заметных количествах производится и предлагается на рынке более 100 тыс. в-в, а в массовых масштабах производится около 5 тыс. Суммарный объем мирового пр-ва мин. удобрений, серной, соляной и азотной кислот, аммиака, каустической и кальцинированной соды, пластмасс, синтетических смол и каучука, хим волокон и нитей достиг 500 млн т в год. Однако подавляющее большинство производимых и используемых в-в не оценены с точки зрения их токсичности и экоопасности.

29.09.2014

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

Опустынивание земель

Опустынивание земель происходит вследствие их нерационального хозяйственного использования. Из-за чрезмерной антропогенной нагрузки почвы засоляются, пески оголяются и приходят в движение, пастбища теряют биологическую продуктивность. Масштабы и степень опустынивания зависят от соотношения интенсивности естественных и антропогенных факторов.

Сегодня интенсивные процессы опустынивания земель отмечаются в большей части на территориях Калмыкии, Дагестана, Астраханской, Волгоградской, Ростовской (Сальская степь) областей, Алтайского края (Кулундинская степь), Тувы, а также в Краснодарском и Ставропольском краях.

Техногенное загрязнение

Промышленное загрязнение почв идет в основном через атмосферу путем осаждения паров, аэрозолей, пыли или растворенных примесей с дождем и снегом. Основная доля ЗВ попадает в воздух из дымовых труб заводов и вентиляционных каналов, большая часть их осаждается вблизи предприятий (1-2 км), некоторая часть тяжелых металлов передвигается далее и выпадает в пределах 3-4 км и даже до 8 км. Значительно меньше газопылевых выбросов поглощается почвой в зоне 10-50 км. Протяженность зоны интенсивного загрязнения и направление движения потока загрязняющих веществ зависят от скорости и частоты ветров данного румба (розы ветров), высоты труб, дисперсности частиц и плотности вещества, рельефа территории, растительного покрова.

Пыль с высоким содержанием ЗВ с территорий завода, трассы, по которой перевозят руду или концентрат, с отвалов отходов производства ит. п., легко, особенно в сухое время года, переносится ветром на прилегающие территории и захватывается воздушными потоками, уносящими пыль на несколько километров. Ливневые потоки размывают и уносят грунт, покрывающий территорию завода и содержащий значительные количества токсических компонентов.

Любой ущерб, наносимый почве как части биогеоценоза, отрицательно сказывается на всем комплексе природных условий территории. Для почвы существует определенная взаимосвязь между видами химических загрязняющих веществ и пространственно-временными последствиями загрязнения. В случае промышленного загрязнения тяжелыми металлами и бенз(а)пиреном, поступающими с газопылевыми выбросами, основное накопление указанных ЗВ локализуется в районе действия источника выбросов на расстоянии от 1-5 км

Рис. 4.1.

(ближняя зона), где концентрации могут превышать фоновые уровни на 1-2 порядка. По мере удаления от источника загрязнения содержание металлов уменьшается и на расстоянии 15-20 км приближается к фоновому уровню. Глубина проникновения тяжелых металлов в загрязненных почвах обычно не превышает 20 см, но при сильном загрязнении может достигать 150 см.

Выбросы от автотранспорта обнаруживаются на расстоянии 200-500 м от автомагистрали. Для складирования твердых отходов, для разливов нефти и нефтепродуктов также характерно локальное загрязнение до 1-2 км от источника.

Вторичное загрязнение почв, связанное с переносом ЗВ с поверхности почв в атмосферу и выпадением на поверхности земли, в сочетании с промышленным загрязнением, является главной причиной регионального и глобального загрязнения почв.

Конечно, почва обладает значительной буферностью по отношению к ЗВ, но существуют определенные пределы и уровни техногенного воздействия на окружающую среду, превышение которых приводит к необратимым последствиям (рис. 4.1).

Загрязнение окружающей среды представляет собой , которую регулярно обсуждают в новостях и научных кругах. Создано множество международных организаций, направленных на борьбу с ухудшением природных условий. Учёные давно бьют тревогу о неминуемости в самое ближайшее время.

На данный момент о загрязнении окружающей среды известно многое – написано большое количество научных работ и книг, проведены многочисленные исследования. Но в решении проблемы человечество продвинулось совсем незначительно. Загрязнение природы по-прежнему остаётся важным и актуальным вопросом, откладывание которого в долгий ящик может обернуться трагично.

История загрязнения биосферы

В связи с интенсивной индустриализацией общества загрязнение окружающей среды особенно обострилось в последние десятилетия. Однако, несмотря на этот факт, природное загрязнение является одной из самых древних проблем в истории человечества. Ещё в эпоху первобыта люди начали варварски уничтожать леса, истреблять животных и изменять ландшафт земли для расширения территории проживания и получения ценных ресурсов.

Уже тогда это приводило к изменению климата и другим экологическим проблемам . Рост народонаселения планеты и прогресс цивилизаций сопровождался усиленной добычей полезных ископаемых, осушением водоёмов, а также химическим загрязнением биосферы. Промышленная революция ознаменовала не только новую эру в общественном укладе, но и новою волну загрязнения.

С развитием науки и техники учёные получили инструменты, с помощью которых стал возможным точный и подробный анализ экологического состояния планеты. Метеосводки, контроль химического состава воздуха, воды и почвы, спутниковые данные, а также повсеместно дымящие трубы и нефтяные пятна на воде говорят о том, что проблема стремительно усугубляется с расширением техносферы. Недаром появление человека называют главной экологической катастрофой.

Классификация загрязнений природы

Существует несколько классификаций загрязнений природы, основанных на их источнике, направленности, других факторах.

Итак, выделяют следующие виды загрязнения окружающей среды:

• Биологическое – источником загрязнения являются живые организмы, оно может происходить по естественным причинам или в результате антропогенной деятельности.
• Физическое – приводит к изменению соответствующих характеристик окружающей среды. К физическому загрязнению относят тепловое, радиационное, шумовое и другие.
• Химическое – увеличение содержания веществ или их проникновение в окружающую среду. Приводит к изменению нормального химического состава ресурсов.
• Механическое – загрязнение биосферы мусором.

В действительности один вид загрязнения может сопровождаться другим или несколькими сразу.

Газообразная оболочка планеты является неотъемлемым участником природных процессов, определяет тепловой фон и климат Земли, защищает от губительной космической радиации, влияет на рельефообразование.

Состав атмосферы менялся в течение всего исторического развития планеты. Сложившаяся сегодня ситуация такова, что часть объёма газовой оболочки определяется хозяйственной активностью человека. Состав воздуха неоднороден и отличается в зависимости от географического положения – в индустриальных районах и крупных городах высокий уровень вредных примесей.

• химические заводы;
• предприятия топливно-энергетического комплекса;
• транспорт.

Эти загрязнители являются причиной содержания в атмосфере тяжёлых металлов, таких как свинец, ртуть, хром, медь. Они – постоянные компоненты воздуха в промышленных зонах.

Современные электростанции ежедневно выбрасывают в атмосферу сотни тонн углекислого газа, а также сажу, пыль и золу.

Увеличение числа автомобилей в населённых пунктах привело к повышению концентрации целого ряда вредных газов в воздухе, которые входят в состав машинного выхлопа. Из-за антидетонационных присадок, добавляемых к транспортному топливу, происходит выброс больших количеств свинца. Автомобили вырабатывают пыль и золу, которые загрязняют не только воздух, но и почву, оседая на земле.

Атмосферу также загрязняют очень токсичные газы, которые выбрасываются предприятиями химической промышленности. Отходы химзаводов, например, оксиды азота и серы, являются причиной и способны вступать в реакции с компонентами биосферы с образованием других опасных производных.

В результате человеческой деятельности регулярно происходят лесные пожары, во время которых происходит выброс колоссальных количеств диоксида углерода.

Почва – это тонкий слой литосферы, образовавшийся в результате природных факторов, в котором протекает большая часть процессов обмена между живыми и неживыми системами.

Из-за добычи природных ископаемых, горнопромышленных работ, сооружения зданий, дорог и аэродромов уничтожаются масштабные площади почв.

Нерациональная хозяйственная деятельность человека стала причиной деградации плодородного слоя земли. Изменяется его естественный химический состав, происходит механическое загрязнение. Интенсивное развитие сельского хозяйства приводит к существенным потерям земель. Частое вспахивание делает их уязвимыми перед затоплениями, засолениями и ветрами, что является причиной эрозии почвы.

Обильное применение удобрений, инсектицидов и химических ядов для уничтожения вредителей и очищения от сорняков приводит к попаданию в почву неестественных для неё токсичных соединений. В результате антропогенной деятельности происходит химическое загрязнение земель тяжёлыми металлами и их производными. Основным вредным элементом является свинец, а также его соединения. При переработке свинцовых руд выбрасывается около 30 килограммов металла с каждой тонны. Автомобильный выхлоп, содержащий большое количество данного металла, оседает в почве, отравляя обитающие в ней организмы. Сливы жидких отходов с рудников заражают землю цинком, медью и другими металлами.

Электростанции, радиоактивные осадки от ядерных взрывов, научно-исследовательские центры по изучению атомной энергии являются причиной попадания в почву радиоактивных изотопов, которые потом поступают в организм человека с продуктами питания.

Сконцентрированные в недрах земли запасы металлов рассеиваются, как следствие производственной активности человека. Потом они концентрируются в верхнем слое почвы. В древности человек использовал 18 элементов, из находящихся в земной коре, а сегодня – все известные.

На сегодняшний день водная оболочка земли загрязнена намного больше, чем можно представить. Нефтяные пятна и плавающие на поверхности бутылки – это лишь то, что можно увидеть. Значительная часть загрязнителей находится в растворённом состоянии.

Порча воды может происходить естественным образом. В результате селей и паводков из материковой почвы вымывается магний, который попадает в водоёмы и наносит вред рыбам. В результате химических превращений в пресные воды проникает алюминий. Но естественное загрязнение составляет пренебрежимо малую долю по сравнению с антропогенным. По вине человека в воду попадают:

• поверхностно-активные соединения;
• пестициды;
• фосфаты, нитраты и другие соли;
• лекарства;
• нефтепродукты;
• радиоактивные изотопы.

Источниками этих загрязнителей являются фермерские хозяйства, рыбный промысел, нефтяные платформы, электростанции, предприятия химической промышленности, канализационные стоки.

Кислотные дожди, которые также являются результатом человеческой деятельности, растворяя грунт, вымывают тяжёлые металлы.

Помимо химического существует физическое, а именно – тепловое. Больше всего воды применяется в производстве электроэнергии. Тепловые станции используют её для охлаждения турбин, а отработанная нагретая жидкость сливается в водоёмы.

Механическое ухудшение качества воды бытовыми отходами в населённых пунктах приводит к сокращению мест обитания живых существ. Некоторые виды гибнут.

Загрязнённая вода – основная причина большинства заболеваний. В результате отравления жидкости погибает множество живых существ, страдает экосистема океана, нарушается нормальное протекание природных процессов. Загрязнители в конечном счёте попадают в организм человека.

Борьба с загрязнением

Во избежание экологической катастрофы борьба с физическим загрязнением должна быть первостепенной задачей. Проблема должна решатся на международном уровне, потому что у природы нет государственных границ. Для предупреждения загрязнения необходимо вводить санкции предприятиям, выбрасывающим отходы в окружающую среду, налагать крупные штрафы за размещение мусора в неположенном месте. Стимуляция к соблюдению норм экологической безопасности также может быть осуществлена финансовыми методами. Такой подход доказал свою эффективность в некоторых странах.

Перспективным направлением по борьбе с загрязнением является применение альтернативных источников энергии. Использование солнечных батарей, водородного топлива и других сберегающих технологий позволит уменьшить выброс токсичных соединений в атмосферу.

К другим методам борьбы с загрязнением можно отнести:

• строительство очистных сооружений;
• создание национальных парков и заповедников;
• увеличение количества зелёных насаждений;
• контроль численности населения в странах третьего мира;
• привлечение внимания общественности к проблеме.

Загрязнение окружающей среды представляет собой масштабную мировую проблему, решить которую возможно лишь при активном участии каждого, кто называет планету Земля своим домом, иначе экологическая катастрофа будет неминуема.