Загрязнение окружающей среды

Атомарный кислород с молекулярным кислородом дают озон. Казалось бы, последний, окисляя оксид азота, должен снова  превращаться в молекулярный кислород, а оксид азота - в диоксид. Но этого  не происходит. Оксид азота вступает в реакции с олефинами выхлопных  газов, которые при этом расщепляются по двойной связи и образуют осколки  молекул и избыток озона. В  результате продолжающейся диссоциации  новые массы диоксида азота расщепляются и дают дополнительные количестве озона. Возникает циклическая реакция, в итоге которой в атмосфере  постепенно накапливается озон. Этот процесс в ночное время прекращается. В свою очередь озон вступает в  реакцию с олефинами. В атмосфере  концентрируются различные перекиси, которые в сумме и образуют характерные для фотохимического  тумана оксиданты. Последние являются источником, так называемых свободных радикалов, отличающихся особой реакционной способностью. Такие смоги - нередкое явление над Лондоном, Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком и другими городами Европы и Америки. По своему физиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны для дыхательной и кровеносной системы и часто бывают причиной преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем.

Поражение лесов России промышленными  загрязнениями.

Промышленные выбросы  наносят большой урон лесам России. Наиболее обширные участки леса России, пораженные промышленными выбросами, находятся в районах городов  Братска, Дзержинска, Мончегорска,                 Усть - Ильминска, Шелехова. В Западной Европе и Северной Америке кислотные осадки, образуемые из выделяемых в атмосферу оксидов серы и азота, хлора и других газов, уже привели к массовой гибели лесов в этих регионах.

Основные токсиканты промышленных выбросов в атмосферу - диоксид серы, оксид азота, аммиак. Выбросы этих газов, а также пыли, содержащей тяжелые металлы (Zn0, РЬО, Fе₂0₃, А1₂0₃), вызывают значительные повреждения леса вблизи металлургических заводов, а в случае образования устойчивых дымовых шлейфов  - значительное сокращение площади древостоев и отмирание видов нижнего яруса в соседних районах.

Некоторые зимне-зеленые  хвойные, например пихта, ель, сибирский кедр и сосна, весьма чувствительны к загрязнению атмосферы и реагируют на них ослаблением прироста и уменьшением продолжительности жизни. Из лиственных деревьев наиболее сильно страдают жестколистные виды  - дуб, бук, граб и др. Более устойчивы мягколистные виды  - береза, осина, ольха и др.

Если слишком высокое или, наоборот, недостаточное наличие обычных содержащихся в чистом воздухе составных частей (С0₂, 0₂ и др.) приводит к замедлению или даже остановке определенных процессов обмена веществ и тем самым к задержке роста. То наличие в воздухе чужеродных веществ,              токсически действующих уже в малых дозах (пестициды, HF, S0₂), быстро вызывает биохимические и физиологические нарушения, повреждение        цитоплазмы или отмирание клеток, органов, иногда всего организма.

Визуально различимые симптомы поражения листьев атмосферными токсикантами проявляются у разных видов по-разному.  И зависят от концентрации, продолжительности действия и токсичности загрязняющих веществ. В большинстве случаев эти признаки поражения проявляются в виде верхушечного и краевого хлороза (пожелтения) или некроза (отмирания) листьев, сворачивания листовой пластинки, реже - рассеянных по листовой пластинке некротических точек или пятен, общего потемнения, потери тургора, прочности, устойчивости стеблей и стволов и преждевременного опадения листьев.

Устойчивость растений к  антропогенному загрязнению уменьшается  в трудных условиях местообитания  -  при произрастании в неблагоприятных климатических условиях, на бедных почвах, на переувлажненных или слишком сухих почвах, при воздействии других антропогенных факторов -  уплотнения почвы, уничтожения скотом наземного яруса и т. п.

Для посадок в городах, промышленных центрах и вблизи них используют деревья и кустарники, обладающие большой газоустойчивостью (растения, способные переносить относительно высокие концентрации вредных для них газов в воздухе). Концентрируя эти газы в своих тканях, растения способствуют очистке воздуха. К таким деревьям и кустарникам относятся, например: лох, вяз, клен, жимолость, бересклет.

Загрязнения водных экосистем  промышленными и бытовыми

отходами.

Эксперты ООН подсчитали, что из-за отсутствия чистой питьевой воды условий для элементарной гигиены  в странах Азии, Африки и Латинской  Америки от желудочных заболеваний  страдает 1 млрд. человек и каждый год умирает 25 млн. человек. Проблема чистой воды наиболее остро стоит  в промышленно развитых странах, в которых многие водоисточники настолько загрязнены, что стали губительными для растительного и животного мира и опасными для здоровья и жизни людей.

Например, из реки Рейн ежегодно выносится в Северное море более 20 млн. т отходов промышленного  производства, а на дне реки Потомак  в США слой отложившихся отбросов достигает 3 м. В России вода рек Москва, Клязьма, Ока, Волга, Кубань, Дон, Днепр, Печора, Иртыш и других оценивается как «грязная» и «чрезвычайно грязная».

Основными источниками загрязнения  природных вод являются промышленные, коммунальные и городские сточные воды, «тепловое загрязнение», радиоактивные отходы, загрязненные атмосферные осадки, отходы водного транспорта, химизация сельского хозяйства, сточные воды животноводческих хозяйств, продукты распада цианобактерий, молевой сплав леса. Наиболее загрязнены промышленные стоки таких отраслей, как нефтеперерабатывающая, химическая, мыловаренная, целлюлозно-бумажная, текстильная, металлургическая, газодобывающая.

Почти все промышленные сточные  воды загрязнены нефтепродуктами. Большую  опасность представляют фенольные  соединения, находящиеся и сточных  водах химических предприятий. Обладая сильными антисептическими свойствами, они нарушают биологические процессы в воде, придают ей резкий, неприятный запах. Сточные воды предприятий по производству пестицидов, электрохимической промышленности, рудо-обогатительных фабрик содержат значительные количества цинка и меди. Появившиеся в последние годы в сточных водах некоторых производств синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), которые обычно содержатся в составе моющих средств, резко ухудшают биохимическую очистительную способность воды. Даже при небольших концентрациях СПАВ в воде, прекращается рост водной растительности, образуются стойкие скопления пены.

Коммунальные стоки кроме  фекальных вод содержат значительное количество вредных соединений от использования химических веществ в быту, а также от предприятий пищевой промышленности. Наличие в коммунальных стоках болезнетворных микробов и вирусов, а также яиц гельминтов делает их особенно опасными для здоровья людей. Городские поверхностные стоки несут загрязнения от выхлопов городского транспорта и едкие соли, используемые в городах для таяния льда и уплотненного снега.

«Тепловое загрязнение» воды вызывается тепловыми и атомными электростанциями, которые используют для охлаждения огромные объемы воды, возвращая ее затем в водоемы в подогретом виде. В результате повышения температуры воды усиливается ее испарение. Усиленный рост водной растительности приводит к накоплению органического вещества, а его последующее разложение  - к дальнейшей минерализации и уменьшению количества растворенного кислорода. Все это отрицательно сказывается на водных организмах.

Загрязнения из атмосферы  в виде кислотных дождей выпадают на поверхность Земли и наносят  большой ущерб флоре и фауне. Причина образования кислотных  осадков -- растворение в атмосферной влаге промышленных выбросов S0₂, НС1, NO₂ и др.

Промышленные стоки содержат также тяжёлые 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 изверженных 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. Заражение море продуктов 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, почвах, природных водах, атмосфере, живых организмах. Наконец, свинец 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) *10 ^3 т свинца в год.

Химизация сельского хозяйства  в результате усиленного использования  минеральных удобрений и пестицидов для борьбы с сорняками, вредителями и болезнями приводит к сильному загрязнению водоемов. Наибольшее загрязнение водных источников наблюдается в районах орошаемого земледелия, т. к. оно дает большие возвратные стоки, которые не только загрязнены удобрениями и пестицидами, но и сильно минерализованы.

Из внесенных удобрений  в водные источники попадает около 20% азота, 25% фосфора и 30% калия. В связи с этим сельское хозяйство является основным загрязнителем водных объектов биогенными элементами.

Сброс отходов в море с  целью захоронения.

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 промышленных производств присутствуют разнообразные органические вещества и соединения тяжелых металлов. Бытовой мусор в среднем содержит (на массу сухого вещества) 32-40% органических веществ; 0,58% азота; 0,44% Фосфора; 0,155% цинка; 0,085% свинца; О,001% ртути; 0,001% кадмия. Во время 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 нередко 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 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 гидробионтов 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 за 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.

В сущности, все водные экосистемы - накопители антропогенных загрязнений. Экономическое состояние многих водоемов трагично. Особенно сильно пострадали пресноводные озера промышленных районов планеты. Под угрозой экологической катастрофы находятся многие озера и моря России и сопредельных государств. Среди них озеро Байкал, Ладожское озеро, Аральское и Балтийское моря.

Мелководное Балтийское море, например, окружено промышленными зонами нескольких стран. Его экосистема не может справиться с переработкой огромного количества сточных вод, десятая часть которых поступает в море неочищенной. Велика доля таких загрязнителей, как нефть и продукты ее переработки. Со времен Второй мировой войны в водах покоится большое количество боеприпасов, критическое время полного разрушения корпусов которых уже подошло.

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 различных загрязнений. 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.