Загрязнение окружающей среды

Основные причины загрязнения окружающей среды

Катаклизмы происходит по естественным или антропогенным причинам. Первое проходит без участия людей, как результат сильных природных явлений. Антропогенные причины заключаются в том, как человек своей деятельностью загрязняет окружающую среду.  Каждое из них несет большую угрозу.

Таблица №1

Вид загрязнения	Источник загрязнения
Естественные	вулканы, пожары, лавины, штормы, смерчи
Антропогенные	промышленность, транспорт, быт людей, сельское хозяйство

Естественные источники загрязнения

Естественные причины вызывают явления, влияющие на окружающую среду. Из космических глубин до Земли доходят выбросы солнечной энергии, повышая уровень магнитных волн.

Извержения вулканов покрывают пеплом почву, убивают растения и животных. Смерчи разрушают плодородный слой, поднимают сотни тысяч тонн пыли, штормы и цунами смывают с земли отходы.

Но есть много факторов загрязнения человеком окружающей среды.

Антропогенные источники

Вред, который наносится природе, увеличивается год от года. Научно-технический процесс, увы, не идет на пользу окружающей среде.

Человек и природа тесно связаны между собой. Потребительское отношение к среде обитания несет вред самому человеку.

Негативное влияние человечества на окружающую среду

Лес – это легкие планеты. Вырубка его миллионами гектаров, уменьшает процент атмосферного кислорода. Почти 70% зеленых насаждений гибнет из-за лесных пожаров. Летом 2019 года на территории Сибири выгорело около 3 млн. гектаров леса. Основной причиной стала попытка скрыть незаконную вырубку и продажу ценной древесины.

Океаны ежегодно пополняются на 10 млн. тонн отходов. Печально известное большое тихоокеанское мусорное пятно, достигающее 1,5 млн. км2 и уходящее на глубину 10 метров, создано руками человека.

Для добычи полезных ископаемых строятся тысячи платформ непосредственно в море. Аварии на танкерах приводят к разлитию нефтепродуктов. Это повышает концентрацию опасных компонентов, убивает водоросли, обрекая живые организмы на голодную смерть.В 1998 году катастрофа на нефтяной платформе “Пайпер Альфа”, принадлежащей Великобритании, унесла жизнь 200 человек, нанеся ущерб более 1,5 млрд.  фунтов.

Растут горы мусора, срок разложения которых доходит до 900 лет. Промышленные выбросы, электромагнитные волны уменьшают популяцию насекомых. Быстрый рост числа автотранспорта загрязняет почву, подземные воды и атмосферу.

Равнодушное отношение к среде обитания отнимает у человечества богатые  водные ресурсы. Деятельность человека погубила знаменитое Аральское море, занимавшее 4 место по величине в мире, славившееся рыбными запасами.

Сегодня от богатства Арала осталось несколько небольших лужиц. Чрезмерное использование водных запасов Амударьи и Сырдарьи, питающих водоем привели к его гибели, образовав новую пустыню площадью до 51 тыс. км2. Пыль с этой территории разносится на сотни километров, угрожая здоровью людей.

Неосторожное обращение с опасными источниками ведет к экологическим катастрофам. Подтверждение тому авария на Чернобыльской АЭС 26 апреля 1986 года выбросившая радиацию в 400 раз превышающую бомбу, сброшенную на Хиросиму

Зараженные территории до сих пор опасны для проживания. Ядерная катастрофа на японской Фукусиме 11 марта 2011 года пополнила окружающую среду изотопами йода и цезия.

Строительство сотен предприятий с не эффективными очистными сооружениями усугубляет ситуацию. Зимой 1952 году в Лондоне случилась экологическая катастрофа – сильнейший смог, вызванный промышленными предприятиями, работавшими на некачественном угольном порошке. За две недели грязный воздух убил 12 тыс. жителей.

Июльским днем 1976 года произошел взрыв реактора на химическом предприятии в Италии. В атмосферу выбросило огромное высокотоксичное облако диоксина, отравив плотнонаселенный район длиной 10 км. Авария привела к гибели людей, животных, к генетическим нарушениям, отголоски которых ощущаются и сегодня.

Загрязнение регионов техносферы токсичными веществами

Загрязнение.

Понятие «загрязнение окружающей среды» довольно широкое:

1) как процесс (действие) – поступление в окружающую среду или возникновение в ней под действием различных факторов вредных для человека и природной среды агентов различной природы;

2) как загрязняющий окружающую среду агент (например, химическое вещество).

Загрязнение окружающей среды — привнесение в нее новых, не характерных для нее физ., хим.

и биол. агентов (загрязнителей) либо превышение в ней естественного многолетнего уровня этих агентов. Загрязнители окружающей среды – это несвойственные (новые) для среды физ., хим. и биол. агенты либо характерные для нее агенты, но находящиеся в объемах, превышающих естественно сложившийся многолетний (фоновый) уровень их присутствия.

Классификация видов загрязнения.

1.По происхождению виды загрязнения:

— естественное , возникающее в результате действий природных явлений без участия людей;

— антропогенное, связанное с человеческой деятельностью, главной составной частью которого является техногенное загрязнение, обусловленное деятельностью промышленных производств.

2. По природе загрязнителей различают следующие виды загрязнения:

1) биологическое – либо привнесение в ОС и размножение в ней нежелательных для человека организмов, либо проникновение (естественное или антропогенное) в экосистему организмов, чуждых сообществам экосистемы и обычно там отсутствующих;

2) физическое (радиационное, тепловое, световое, электромагнитное, шумовое и др.);

3) химическое (загрязнение биосферы химическими веществами).

3.По способу образования различают загрязнение первичное и вторичное.

— первичное загрязнение – поступление в среду загрязнителей, образующихся непосредственно в ходе естественных или антропогенных процессов в биосфере.

— вторичное загрязнение – образование (синтез) вредных и опасных для окружающей среды и человека загрязнителей в ходе физико-химических процессов в окружающей среде, при этом все или некоторые реагенты могут быть сами по себе неопасными.

Например, вторичным загрязнением является образование при некоторых условиях ядовитых химических веществ в атмосфере, называемое смогом.

4. По пространственному признаку различают

— глобальное (обнаруживаемое в любой точке планеты как угодно далеко от его источника),

— региональное (обнаруживаемое в пределах значительных территорий, но не охватывающее всей планеты) и

—локальное (наблюдаемое на небольшой территории, ограниченной пределами населенного пункта, предприятия

5.По видам компонентов ОС рассматривают,

— загрязнения атмосферы, гидросферы или литосферы (на глобальном уровне) и

— загрязнения атмосферного воздуха, поверхностных и подземных водоемов и почвы (на локальном уровне). Считается, что из загрязняющих агентов, регулярно попадающих в организм человека, около 70% поступает с пищей, 20% – из воздуха и 10% – с водой.

Хим. загрязнение – поступление в ОС загрязнителей в виде хим. веществ, образующихся непосредственно в ходе естественных, природно-антропогенных и антропогенных процессов (первичное загрязнение), либо образование (синтез) вредных и опасных загрязнителей в ходе физико-химических процессов в среде (вторичное загрязнение). Необходимо отметить, что в развитых странах благодаря принятым в последние два–три десятилетия мерам по сокращению техногенных воздействий химическое загрязнение отошло на второй план, уступив первое место радиационному загрязнению.

В нашей стране опасность химического загрязнения окружающей среды по-прежнему находится на первом месте среди других видов загрязнения

Химикам известно 4–5 млн. хим. соединений, число которых ежегодно возрастает приблизительно на 10%. Человек в быту или производственной деятельности контактирует с 60–70 тыс. хим. соединений, число которых ежегодно увеличивается на 200–1000 новых веществ. Если только 1% хим. соединений, с которыми человек вынужден контактировать, могут оказывать вредное действие на его здоровье, то и тогда их число чрезвычайно велико (до десятка тысяч и более).

Объемы производимых промышленным способом хим. веществ огромны. В мире более 50 хим. соединений производятся промышленностью в объемах более 1 млн. т Напр-р, моющих средств в бывшем СССР производилось более 1 млн. т, а минеральных удобрений – несколько десятков млн. т.

Краткая характеристика загрязнения атмосферы

Загрязнения атмосферы Земли могут носить как природный, так и антропогенный характер. Влиять на природные загрязнения атмосферы человек не может, однако регулировать характер загрязнений в результате собственной деятельности человечество не только может, но и должно.

Следует помнить, что в атмосферу попадают как материальные загрязнители (вещества различных агрегатных состояний — газы, жидкости и твердые вещества), так и энергетические загрязнители — звуковые шумы, вибрация, излучения тепловой и электромагнитной энергии, различные виды радиации.

Источниками загрязнений атмосферы являются практически все виды деятельности человека — от бытовой до производственной. Практически все предприятия загрязняют атмосферу какими-то загрязнителями, но в большей или меньшей степени. Установлено, что наибольший вклад в загрязнение атмосферы вносят автотранспорт и энергетика, особенно топливная. Велика роль в этом процессе строительной индустрии и химической промышленности (третье место).

Различают два типа загрязнений атмосферы: загазовывание и запыление (не учитывая энергетических загрязнений).

Загазовывание связано с поступлением в атмосферу газообразных загрязнителей, наибольшее значение среди которых имеют угарный газ, углекислый газ, оксид серы(IV), нитрозные газы (оксид азота(II) и оксид азота(IV)), сероводород, аммиак, метан и его газообразные гомологи, пары летучих жидкостей (ацетон, метанол, бензол и др.), фреоны. Загазовывание приводит к различным эффектам (кислотным дождям, парниковому эффекту, появлению озоновых дыр).

Запыление связано с поступлением в атмосферу мелкодисперсных частиц жидких и твердых веществ. Эти частицы образуют достаточно устойчивые аэрозоли, оказывающие вредное воздействие на организмы. Запыление вызывается извержениями вулканов, пылевыми бурями, образованием мельчайших частиц туманообразной серной кислоты из сернистого газа, воды и кислорода, находящихся в атмосфере; попаданием пылеватых частиц, образующихся при производстве цемента, муки, кормовых дрожжей и т. д.

Запыление приводит к понижению уровня поступления тепловой энергии и солнечной радиации, вызывает заболевания верхних дыхательных путей и т. д.

Запыление является причиной появления различных видов смога.

Смог — сочетание пылевых частиц и капель тумана, приводящих к значительному понижению видимости в атмосфере.

Различают несколько видов смога.

1. Смог ледяной, обусловленный сочетанием газообразных загрязнителей, пылеватых частиц и кристаллов льда, характерен для северных районов.

2. Смог влажный (лондонского типа) связан с наличием в атмосфере триоксида серы (серного ангидрида), пылевых частиц и капель водного тумана (в 1952 г. такой смог в Лондоне привел к гибели 4 тысяч человек).

3. Смог фотохимический (сухой, лос-анджелесского типа) связан с появлением «задымления» за счет разложения загрязнителей под воздействием солнечной радиации — ультрафиолетовых лучей. Главными загрязнителями и активными веществами, вызывающими негативное воздействие, являются озон, азотная кислота, угарный газ и некоторые органические вещества, например перекись ацетилнитрата. Фотохимический смог возникает в результате воздействия солнечных лучей на загрязнения воздуха транспортными (автомобили) и промышленными отходами.

Интенсивный смог вызывает удушье, приступы бронхиальной астмы, аллергические заболевания, нарушает работу органов зрения, вызывает повреждение растительности, различных зданий, сооружений и скульптур. Все рассмотренное выше делает необходимым разработку и проведение мероприятий по защите атмосферы от загрязнений.

Урбанизация

Строительство городов создает дополнительную нагрузку на земную кору, повышая ее неравномерность. Другим нежелательным эффектом может стать рост уровня грунтовых вод и более высокий риск наводнений. Воздействие на погоду заключается в том, что над городами могут образовываться своеобразные тепловые купола, способствующие более интенсивной конвекции и повышению риска неблагоприятных метеорологических явлений.

Рост температуры над мегаполисами связан с повышенным энерговыделением, большим поглощением солнечного света за счет сажи, асфальта, темных крыш домов, низким уровнем транспирации и выбросом парниковых газов. В основном этот эффект заметен в ясную погоду.

Величайшая свалка мусора на планете

Самая большая свалка мусора располагается в Лас-Вегасе (штат Невада) в США. Она занимает примерно 890 га. Однако она не выглядит столь ужасающе, как куда меньшие свалки, располагающиеся в развивающихся странах. Территория свалки благоустроена. Здесь расположен завод по переработке отходов. Ежедневно перерабатывается до 9000 т отходов, и мощность завода может быть повышена вдвое.

Благодаря переработке мусора с этой свалки США получают до 11 МВт энергии, обеспечивающей электричеством более 10 тыс. жилых домов в штате. Из этого мусора добывается до 18% общего числа метана в США. Сейчас эта мусорная свалка уже не увеличивается в размерах.

Свалка возле Нью-Дели в Индии почти в 4 раза меньше, чем самая крупная в США, и занимает всего 202 га, но вреда она наносит намного больше. Здесь мусорный полигон уже давно переполнен. При этом на него продолжают свозить отходы. Высота свалки более 40 м. При этом мусор почти не перерабатывается.

Под действием жары гниющие отходы выбрасывают сотни тонн метана. Химическая жижа, выделяющаяся из-за разложения мусора, отравляет прилегающие земли и водоемы. Опасность представляют и пожары, возникающие на свалках. Они приводят к выбросу большого количества отравляющих веществ в воздух.

Классификация веществ-загрязнителей

Вещества-загрязнители имеют несколько классификаций по разным признакам. По агрегатному состоянию загрязнители делят на газообразные (угарный, углекислый, сернистый, нитрозные газы и т. д.), жидкие (сточные воды, содержащие в растворенном состоянии соли тяжелых металлов, метанол, этанол, бензол и т. д.) и твердые (пустая порода после добычи каменного угля, зола после сжигания твердого топлива при работе ТЭЦ, хлорид кальция при производстве соды и т. д.).

Большое значение для экологии имеет классификация загрязнителей по токсичности (ядовитости). По этому признаку различают четыре класса веществ-загрязнителей:

I класс — чрезвычайно опасные — к этому классу относят ртуть, ее соединения, гексахлоран, бензапирен, диоксины, соединения серебра и хрома. При воздействии этих веществ на организм человека нарушается нервная деятельность, возникают раковые и другие заболевания, возможен летальный (смертельный) исход.

II класс — высокотоксичные загрязнители. К ним относят сероводород, бензол, оксиды азота, кислородные соединения хлора, соединения меди и никеля. Это сильные яды, которые провоцируют раковые заболевания, вызывают общие отравления, экзему, нервный паралич и т. д.

III класс — умеренно опасные. Это — уксусная кислота, этанол, фенол, диоксид свинца, уксусный и муравьиный альдегид. При их воздействии на организм нарушается работа отдельных органов; особенно опасны в больших количествах.

IV класс — малоопасные. К ним относят аммиак, угарный и углекислый газы, хлориды цинка, алюминия, марганца(П) и др. В больших количествах вызывают отравление организма.

По характеру воздействия на среду обитания различают следующие загрязнители.

1. Механические — занимают пространство, не оказывая токсического воздействия на организмы, например верхние слои литосферы (почва и т. д.) при поверхностной добыче сырья, в частности щебня, песка и т. д.

2. Химические — оказывают воздействие на биоту, вступая в биохимические процессы, протекающие в организмах, например, нитриты реагируют с гемоглобином, превращая его в метагемоглобин, который теряет способность реагировать с O₂ и не может переносить молекулярный кислород к клеткам тела.

3. Физические — загрязнения, изменяющие физические свойства окружающей среды. Они связаны с поступлением во внешнюю среду различных энергетических загрязнителей. Среди физических загрязнений среды различают:

1) тепловое;

2) световое;

3) шумовое;

4) электромагнитное;

5) радиационное (оказывает физико-химическое воздействие, так как, изменяя структуру генома, влияет на ход биохимических реакций в организмах).

4. Биологические загрязнения, разделяющиеся на несколько групп:

1) биотическое — распространение сорной растительности или животных, наносящих вред хозяйственной деятельности человека (налеты саранчи, увеличение численности крыс и других мышевидных грызунов и т. д.);

2) микробиологическое загрязнение, связанное либо с сильным распространением болезнетворных микроорганизмов, например холеры, чумы; «цветение» водоемов; либо с приобретением безвредными формами организмов ярко выраженных патогенных свойств, например возникновение вируса СПИДа во второй половине XX века.

Загрязнения проникают во все части биосферы. Ниже дана краткая характеристика загрязнений различных частей биосферы Земли.

История загрязнения биосферы

Еще в древние времена люди наносили вред природе, массово уничтожая животных, вырубая леса и изменяя ландшафт, приспосабливая его к сельскохозяйственной деятельности. Это негативно отражалось на климате и общем состоянии биосферы. Однако в древности и средние века происходило естественное загрязнение, т.е. не столь опасное. Продукты жизнедеятельности людей могли быть постепенно разложены бактериями и другими организмами на более простые и безопасные вещества.

На протяжении длительного периода развития человеческой цивилизации сохранялся баланс. Природное загрязнение среды в местах, где проживало большое количество людей, носило локальный характер. Если люди перемещались на другие территории, природа быстро восстанавливалась.

В середине XIX века очередной виток развития получила химическая наука и промышленность. Истреблялись и животные. Начался массовый промысел животных, жир которых мог использоваться в качества топлива. Это привело к гибели множества китов. При этом ненужные части туши выбрасывались в океан, что приводило к повышению численность болезнетворных организмов и падальщиков. Данный промысел на долгие годы нарушил баланс в океанической среде.

В дальнейшем появилось множество механизмов, для которых в качестве топлива требовались продукты переработки нефти. Кроме того, из «черного золота» стали получать некоторые другие вещи, повышающие уровень комфорта людей. Уже к концу XIX века загрязнение планеты стало настолько интенсивным, что это начало видимым образом отражаться на состоянии биосферы и здоровье людей.

Глобальное загрязнение продуктами жизнедеятельности человека стремительно нарастало. В конце XX века появилось множество международных организаций, занимающихся изучением структуры и динамики загрязнения среды, разработкой способов снижения негативного влияния человека на природу.

Краткая характеристика загрязнений литосферы и процессов разрушения элементов литосферы, занятых биосферой

В литосфере биосфера занимает поверхностные слои. Главной частью литосферы, занятой биосферой, является почва, важнейшим качеством которой является плодородие. Почва играет огромную роль в хозяйственной деятельности человека и в жизни почвенных организмов. Почва является базисом сельскохозяйственного производства и создает основу благосостояния человека. Благодаря наличию почв возможно решение Продовольственной проблемы человечества.

Почвы подвергаются отрицательному воздействию как природных, так и антропогенных факторов. Так, смерчи, шквалы, пыльные бури, наводнения, оползни, снежные лавины нарушают структуру почв, часто разрушая почвенные покровы. Уменьшают размеры территорий, занятых почвой, и процессы образования оврагов.

Однако в процесс загрязнения почв и уменьшения их площадей значительный вклад вносит деятельность человека. Так, в погоне за большими урожаями при минимальных экономических вложениях человек применяет избыточное количество удобрений и пестицидов, приводя к засолению почв, изменению реакции среды в почвенных растворах, к загрязнению почв ядохимикатами.

Нарушение правил перевозок различных веществ (в частности, нефти) приводит к попаданию этих веществ в почву и нарушениям биологического равновесия в природных биоценозах. В почву могут поступать и сточные воды, содержащие токсичные вещества (хроматы, хлориды и другие соли). При работе двигателей внутреннего сгорания вместе с выхлопными газами выделяются пары соединений свинца, которые оседают в придорожных почвенных покровах и аккумулируются растениями (например грибами), попадают в пищевые цепи, накапливаются и могут оказать вредное воздействие на человека, попав в его пищу. В почвенные горизонты поступают синтетические моющие средства, изменяя процессы, протекающие в почвенном поглощающем комплексе.

При работе сельскохозяйственных машин, использующихся для обработки почвы, в нее проникают загрязняющие вещества (топливо, масла, продукты коррозии). Нарушение технологии обработки почвы, применение тяжелых машин приводит к разрушению почв, уменьшению их плодородия.

Почвы могут загрязняться веществами, которые сначала выделяются в атмосферу, а затем оседают (это относится к твердым и жидким веществам).

Кислотные дожди зачастую нейтрализуются почвами, но в кислых подзолистых почвах такой нейтрализации не происходит и их качество снижается.

Свойства почв ухудшаются не только за счет загрязнений, но и в результате других видов деятельности человека, которые в данном подразделе не рассматриваются. Однако перечисленное выше воздействие человека на почвы делает необходимым внедрение и реализацию мер по их охране.

Текущее положение дел

Возможность оценить с определенной долей точности уровень антропогенного влияния на биосферу появилась только в последнее десятилетие. Это объясняется разработкой целого ряда национальных и международных программ по изучению глобального экологического кризиса.

Если земледелие распространялось по земному шару в течение нескольких тысячелетий, то промышленная революция завоевала мир всего лишь за два столетия. Бешеные темпы технологической модернизации дали беспрецедентный толчок к повышению производственных показателей и потреблению энергоресурсов, что привело к повсеместному сжиганию органического топлива, которое накапливалось древними биосферами на протяжении длительной геологической истории.

Анализ соотношения углеродных изотопов показывает, что резко возросший уровень углекислого газа в атмосфере напрямую связан с переработкой горючих смесей. Ситуация усугубляется тем, что в некоторых развитых странах техногенное потребление кислорода в разы превысило его производство в результате фотосинтеза.

Новейшие сельскохозяйственные технологии наносят непоправимый ущерб краткосрочному резервуару биогенов — биоте. Из-за акселерированного и бесконтрольного роста крупных населенных пунктов загрязняются почва, вода и воздух, поэтому жители находятся в наименее благоприятной экологической обстановке.

По последним подсчетам ученых, население планеты поглощает приблизительно 40% энергии от общей величины в виде чистой биологической продукции, в результате чего человеческая популяция лишает пищи огромное количество живых организмов и обрекает их на вымирание. Следствием голода и загрязнения окружающей среды становится катастрофически быстрое снижение биоразнообразия. Под угрозой исчезновения находятся 25% млекопитающих и 15% птиц. Скорость, с которой в настоящее время разрушаются биогены, на два-три порядка превосходит ту, что была в предшествующие геологические периоды.

Негативное влияние на окружающую среду

Загрязнение воздуха грозит появлением многих опасных последствий.

Наиболее значимыми среди них ученые считают:

1. Истончение озонового слоя. Озоновый слой — это часть атмосферы на высоте от 20 до 40 километров. За счет повышенного содержания озона является «защитным экраном», предохраняющим Землю от сильного ультрафиолетового излучения со стороны Солнца. Под воздействием вредных веществ озоновый слой истощается, а это приводит к повышению естественной радиации.
2. Глобальное потепление. Из-за выброса парниковых газов температура на планете неуклонно растет. Это может привести к глобальному изменению климата. За этим могут последовать различные природные катаклизмы, в том числе таяние ледников, наводнения и т. д.
3. Кислотные дожди. Вредные выбросы участвуют в осадкообразовании, меняя состав влаги. Кислотные дожди губят леса и проживающих в нем обитателей, негативно сказываются на здоровье людей.
4. Влияние на экосистемы. Природные экосистемы сбалансированы и основаны на круговороте веществ. Изменение одного из компонентов может привести к нарушению функционирования всей системы в целом. Загрязненные частицы из воздуха попадают в осадки, а оттуда в почву. Это вызывает отравление живых существ и нарушение пищевых цепочек.