Загрязнение окружающей среды

В общем виде загрязнением называют привнесение в природную среду и накопление в ней нехарактерных для нее физических, химических, микробиологических агентов, приводящее к негативным последствиям.

Загрязнение –поступление в природные объекты абиотических и биотических веществ в таких количествах, которые снижают технологическую, питательную и санитарно-гигиеническую ценность выращиваемых культур, ухудшают качество других природных объектов, вызывают негативные токсико-экологические последствия и могут приводить к деградации почв.

Обычно различают природное и антропогенное загрязнение.

Чаще всегозагрязнениемокружающей среды называется прямое или косвенное негативное воздействие на нее, вызываемое антропогенной деятельностью.Антропогенное загрязнение – загрязнение биосферы в результате биологического существования и хозяйственной деятельности людей, в том числе их прямого или косвенного влияния на интенсивность природного загрязнения.

Источниками загрязнения могут быть любые производственные объекты, бытовая деятельность людей, различные природные процессы.

В зависимости от источника различают:

· промышленное — загрязнение почв и других компонентов биосферы, вызванное деятельностью промышленных предприятий. Главные пути промышленного загрязнения: через атмосферу при осаждении паров, аэрозолей, пыли, растворенных соединений загрязняющих веществ (поллютантов) с дождем и снегом;

· радиоактивное — антропогенное или природное накопление радионуклидов, вызывающее негативные токсико-экологические последствия. Источниками его являются осадки при ядерных взрывах, отходы атомной промышленности, аварийные выбросы на атомных предприятиях. Наибольшая доля в радиоактивных осадках приходится на стронций-90, иод-131 и цезий-137, которые могут накапливаться в тканях организма человека. Действие радиации зависит от энергии частиц и силы излучения, т. е. числа частиц, вылетающих в единицу времени;

· сельскохозяйственное — загрязнение окружающей среды в результате неправильного использования пестицидов, внесения сверхнормативных доз минеральных и органических удобрений, поступления отходов и стоков животноводческих ферм. Сельскохозяйственное загрязнение может заметно повышать фоновое содержание тяжелых металлов в природных ландшафтах. В мире ежегодно производится около 100 млн. т действующего вещества удобрений. При внесении удобрений требуются точные расчеты доз, строгое соблюдение техники и последовательности их применения, в частности, нежелательны высокие дозы азота — более 100—150 кг/га;

· химическое — загрязнение почвы химическими загрязняющими веществами: тяжелыми металлами, неметаллами, органическими соединениями.

В зависимости от масштабов различают загрязнение

· глобальное — химическое загрязнение, возникающее вследствие дальнего переноса загрязняющих веществ в атмосфере и имеющее общепланетарный характер;

· локальное — химическое загрязнение вблизи источников загрязнения;

· региональное — химическое загрязнение, возникающее вследствие совокупного влияния переноса в атмосфере загрязняющих веществ и других источников загрязнения и охватывающее крупные территории интенсивного хозяйственного пользования.

Основные проблемы загрязнения связаны с искусственно созданными источниками,которые делятся на:

· стационарные (предприятия промышленности, сельского хозяйства и т.п.)

· передвижные(транспорт).

Объекты загрязнения:

· основные (непосредственные) – атмосфера и вода.

· опосредованные (косвенные) – другие элементы окружающей среды (земля, лес, растения и т.д.).

Субъекты загрязнения –загрязняющие вещества (синоним поллютанты) – химические соединения, повышенное содержание которых в биосфере и ее компонентах вызывает негативную токсико-экологическую ситуацию.

Загрязняющие вещества по агрегатному состоянию подразделяют на твердые, жидкие и газообразные (парообразные).

В числе загрязняющих природную среду веществ наиболее распространены углекислый газ СО₂, угарный газ СО, оксиды азота NO₂ и серы SO₂, аммиак NH₃.

В настоящее время известно много видов загрязнения, вызванных различными загрязняющими веществами: загрязнение пестицидами, гербицидами, инсектицидами, канцерогенными углеводородами, нефтью и нефтепродуктами, радиоактивными веществами.

При воздействии на живые организмы особую опасность представляют загрязняющие вещества, оказывающие мутагенное влияние, результатом которого могут быть нарушения в системе воспроизводства потомства, и канцерогенное, обусловливающее развитие злокачественных новообразований.

Общий перечень наиболее важных загрязняющих веществ окружающей среды согласован странами, входящими в ООН и участвующими в мероприятиях по охране окружающей среды:

· взвешенные частицы

· сернистый газ SO₂

· оксид углерода СО

· диоксид углерода СО₂

· оксиды азота N₂O, NO, NO₂

· фотоокислители и реакционноспособные углеводороды

· ртуть Hg

· свинец РЬ

· кадмий Cd

· хлорорганические соединения (ДДТ и др.)

· нефть

· микотоксины

· нитраты, нитриты, нитрозамины

· аммиак

· отдельные микробные загрязняющие вещества

· радиоактивные вещества

дихлордифенилтрихлорметилметан

Среди основных загрязнителей выделяют:

· первичные загрязнители (газообразные, жидкие или твердые вещества, в виде которых в природную среду поступают выбросы от источников загрязнения).

· вторичные загрязнители (в процессе выбросов первичные вещества взаимодействуют между собой, а также с элементами природы и образуют новые вещества (синергетический эффект)).

Структуризация загрязнений:

Общий объем загрязнений можно структурировать в зависимости от уровня развития «замкнутых» технологий, технологий очистки и экономических структур, производящих эти загрязнения.

В общем объеме загрязнений (Z_a) можно выделить:

· «рациональное загрязнение» (Z_r) (минимально неизбежный объем загрязнений при существующем уровне технологий и экономической эффективности; образуется в условиях рациональных экономических структур, ориентирующихся на конечный результат, наличия прогрессивных технологических процессов и технологий очистки, эффективного использования ресурсов и пр.).

· «структурное загрязнение» (Z_s) (обусловлено отсталым технологическим уровнем, нехваткой очистных сооружений, нерациональной структурой экономики с преобладанием природоэксплуатирующих и отставанием обрабатывающих отраслей и т.д.)

Данное разделение дает возможность анализировать резервы снижения загрязнения при структурных и технологических сдвигах, оценить уровень эффективности предотвращения загрязнений в России по сравнению с другими странами.

С учетом такой структуризации загрязнений формулу общего объема загрязнений можно представить в следующем виде:

Эту формулу и ее модификации можно использовать как для валовых показателей загрязнения, так и для удельных, рассчитанных на единицу определенного показателя (на один кубический метр воды или воздуха, единицу территории, конечной продукции и т.д.). В последнем случае имеет место использование показателей удельного загрязнения

Например, показатель природоемкости в виде удельных загрязнений для отдельных стран: выбросы SOx в расчете на единицу ВВП в России выше, чем в Японии, в 20 раз, в Германии и Франции — примерно в 6 раз и выше в среднем, чем в странах ОЭСР, в 3 раза. Высокий разрыв между Россией и развитыми странами в показателях удель­ного загрязнения наблюдается и по углекислому газу – главному источнику глобального изменения климата — в 3 — 5 раз.

Разделим показатели в формуле 1 на Н – объем использования природного ресурса, общая территория загрязнения, конечная продукция и т.п. Получим формулу структурных удельных загрязнений(или структурной интенсивности загрязнений):

где h — общее удельное загрязнение; h_r — «рациональное» удельное загрязнение; h_s — «структурное» удельное загрязнение; Н – объем использования природного ресурса, общая территория загрязнения, конечная продукция и т.п..

В качестве примера для структуризации общего объема загрязнений можно привести автомобильный транспорт. Почти 90% автомобильного парка России составляют машины, спроектированные 30 и более лет назад. Некоторые из них произ­водятся до сих пор и обладают плохими экологическими характеристиками, сильно загрязняют воздух из-за отказа от установки достаточно дорогих очистных фильтров, устаревшей конструкции машин, применения неэкологичного бензина. Многих этих недостатков лишены автомобили, производимые в автомобильных компаниях развитых стран. Тем самым общее загрязнение воздуха в российских городах (Z_a в формуле 1)) можно представить как сумму «рационального загрязнения» (Z_r) (в том случае, если бы использовались автомобили современного технологического уровня) и избыточного «структурного загрязнения» (Z_s), порождаемого «грязными» автомобилями. Очевидно, что переход к жестким экологическим стандартам в автомобилестроении, использование высокооктанового бензина позволило бы сократить транспортное загрязнение в городах страны в несколько раз. Особенно это касается крупных городов, где на автотранспорт приходится до 80— 90% загрязнений.

Примером показателей удельного загрязнения (интенсивности загрязнений) могут быть выбросы загрязняющих веществ при сжигании угля для производства электроэнергии. В настоящее время использование здесь прогрессивных технологий недостаточно, что приводит к значительным «структурным» загрязнениям и огром­ному ущербу окружающей среде. Так, степень очистки выбросов окислов серы на российских угольных станциях составляет всего 10%, тогда как, например, в Германии — 85%. В результате в России удельный показатель загрязнения по этому веществу существенно выше: выбросы окислов азота составляют 700—1000 мг/м³, тогда как в Германии — 400 мг/м³. Интерпретируя эти показатели для формул 1 и 2, можно сказать, что в структуре удельного загрязнения окислами серы в России менее половины приходится на «рациональное» загрязнение и более половины — на «структурное».