Техногенные загрязнения окружающей среды и методы борьбы с ними. Реферат: Экологические и техногенные загрязнения окружающей среды

Жаропонижающие средства для детей назначаются педиатром. Но бывают ситуации неотложной помощи при лихорадке, когда ребенку нужно дать лекарство немедленно. Тогда родители берут на себя ответственность и применяют жаропонижающие препараты. Что разрешено давать детям грудного возраста? Чем можно сбить температуру у детей постарше? Какие лекарства самые безопасные?

Введение…………………………………………………………………………3

Загрязнение водного бассейна и контроль за состоянием гидросферы……5

Загрязнение окружающей среды………………………………………...5

Последствия загрязнения………………………………………………...9

Этапы очистки…………………………………………………………...11

Заключение……………………………………………………………………..16

Список литературы…………………………………………………………….17

Введение

Гидросфера - водная оболочка Земли, представляющая совокупность всех типов водоемов, включая подземные воды. Вода - единственная природная жидкость, имеющаяся на поверхности Земли в большом количестве 1386 млн. км 3 , причем она находится не только в гидросфере, но частично и в атмосфере (0,001%) и литосфере (1,72%).

Жизнь на Земле в основном обязана пресной воде (2,5% от общего количества воды). Роль воды во всех жизненных процессах является определяющей. Растения содержат 90 массовых % воды. Человеческое тело на 2/3 состоит из воды, благодаря которой идет «транспорт» всех веществ в организме человека. Для жизни человека опасна потеря 15% запаса воды, имеющегося в организм Кровь на 80% состоит из воды. Основная причина естественной смерти человека - обезвоживание организма.

Все потери воды в организме человека возмещаются с питьем и пищей, за год человек потребляет около 1 т воды; подавляющая часть запасов пресной воды труднодоступна, 80% ее заключено в ледниковых покровах или находится на различной глубине земной коры (до 200 м). Наиболее ценная часть водных ресурсов (водообновленных) заключена в реках, являющихся источниками водоснабжения населения и промышленности, источниками энергии, базой рыболовства. Солнечная энергия приводит воду в постоянный круговорот, благодаря чему вода в реках обменивается за 10-12 суток.

Однако антропогенный фактор вносит свои «поправки» как в режимы обновления воды, так и в постоянное изменение качества воды. Эти «поправки» сводятся к транспортированию отходов, когда большая часть использованной речной воды возвращается в виде сточных вод.

Загрязнение атмосферы, принявшее крупномасштабный характер, нанесло ущерб рекам, озерам, водохранилищам, почвам. Загрязняющие вещества и продукты их превращений рано или поздно из атмосферы попадают на поверхность Земли. Эта и без того большая беда значительно усугубляется тем, что и в водоемы, и на землю непосредственно идет поток отходов. Огромные площади сельскохозяйственных угодий подвергаются действию различных пестицидов и удобрений, растут территории свалок. Промышленные предприятия сбрасывают сточные воды прямо в реки. Стоки с полей также поступают в реки и озера. Загрязняются и подземные воды -важнейший резервуар пресных вод. Загрязнение пресных вод и земель бумерангом вновь возвращается к человеку в продуктах питания и питьевой воде.

Загрязнение водного бассейна и контроль за состоянием гидросферы

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОД - экологическоепреступление, предусмотренное ст. 250 УК РФ. Объективную сторону составляют загрязнение, засорение, истощение поверхностных или подземных вод, источников питьевого водоснабжения либо иное изменение их природных свойств, если это повлекло существеннывред животному или растительному миру, рыбным запасам, лесному или сельскому хозяйству. В зависимости от тяжести последствий и других обстоятельств может рассматриваться как административное правонарушение.

Несколько предприятий "Норильского никеля" нарушают водное законодательство, выбрасывая в воду вредные вещества. К такому выводу пришли специалисты Росприроднадзора по итогам проверки Заполярного филиала компании. В частности, было обнаружено, что в воду выливаются отходы производства с повышенным содержанием железа, никеля, нефтепродуктов, свинца, меди, хлоридов, нитратов, кальция, магния, фосфатов и цинка.

1. Загрязнение окружающей среды

Привнесение новых, не характерных для нее физических, химических и биологических агентов или превышение их естественного уровня.

Любое химическое загрязнение это появление химического вещества в непредназначенном для него месте. Загрязнения, возникающие в процессе деятельности человека, являются главным фактором его вредного воздействия на природную среду. Химические загрязнители могут вызывать острые отравления, хронические болезни, а также оказывать канцерогенное и мутагенное действие. Например, тяжелые металлы способны накапливаться в растительных и животных тканях, оказывая токсическое действие. Источниками загрязнения окружающей среды являются и побочные продукты целлюлозно-бумажной промышленности, отходы металлургической промышленности, выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания. Эти вещества очень токсичны для человека и животных даже при низких концентрациях и вызывают поражение печени, почек, иммунной системы.

Наряду с загрязнением окружающей среды новыми для нее синтетическими веществами, большой ущерб природе и здоровью людей может нанести вмешательство в природные круговороты веществ за счет активной производственной и сельскохозяйственной деятельности, а также образования бытовых отходов.

Перестает быть водой и морская вода: множество побережий омывается жидкостью с совсем иным химическим составом, нежели тот, который имела морская вода несколько десятилетий назад. Симптомы деградации флоры и фауны Мирового океана замечены исследователями на большой глубине даже вдали от побережий. А ведь Мировой океан - колыбель жизни и “фабрика погоды” на всей Земле. Если и дальше продолжать загрязнять его, то это скоро приведет невозможности существования жизни на нашей планете.
Вода - необходимое условие жизни на Земле. Загрязнение водоёмов различными отходами затрудняет процессы самоочищения, что наряду с нехваткой пресной воды создают угрозу здоровью людей.
Загрязнение воды может оказывать вредное воздействие на здоровье людей двумя путями:

Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических свойств (нарушение прозрачности, окраски, запахов, вкуса), увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода воздуха, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей. Россия обладает одним из самых высоких водных потенциалов в мире - на каждого жителя России приходится свыше 30000 м3/год воды. Однако в настоящее время из-за загрязнения или засорения около 70% рек и озер России утратили свои качества как источника питьевого водоснабжения, в результате около половины населения потребляет загрязненную недоброкачественную воду.

Природные водоёмы не являются естественной средой обитания болезнетворных микроорганизмов. В отличие от них бытовые сточные воды всегда содержат различные микроорганизмы, часть которых может быть болезнетворными. О потенциальной опасности распространения с водой кишечных инфекций судят по присутствию в ней так называемых индикаторных микроорганизмов, прежде всего кишечной палочки коли. По гигиеническим нормативам в питьевой воде допускается присутствие в 1 л не более 3 кишечных палочек Доказано, что после обеззараживании воды хлором, ультрафиолетовыми лучами, озоном или гамма-излучением при содержании в ней кишечной палочки порядка трёх в литре вода уже не содержит жизнеспособных микробных возбудителей брюшного тифа, дизентерии и других. Однако устойчивость болезнетворных вирусов выше, чем кишечной палочки. Полную уверенность в обеззараживании питьевой воды в настоящее время может дать только её кипячение.

В водах, содержащих фекальные массы, растительные или животные остатки, поступающие с предприятий пищевой промышленности, бумажные волокна и остатки целлюлозы от предприятий целлюлозно-бумажной промышленности, процессы разложения протекают практически одинаково. Поскольку аэробные бактерии используют кислород, первым результатом распада органических остатков является уменьшение содержания кислорода, растворенного в принимающих стоки водах. Оно изменяется в зависимости от температуры, а также в некоторой степени – от солености и давления. Пресная вода при 20° C и интенсивной аэрации в одном литре содержит 9,2 мг растворенного кислорода. С повышением температуры воды этот показатель уменьшается, а при ее охлаждении – увеличивается.

В мелких водотоках с быстрым течением, где вода интенсивно перемешивается, поступающий из атмосферы кислород компенсирует истощение его запасов, растворенных в воде. Одновременно углекислый газ, образующийся при разложении содержащихся в сточных водах веществ, улетучивается в атмосферу. Таким образом сокращается срок неблагоприятного воздействия процессов разложения органики. И наоборот, в водоемах со слабым течением, где воды перемешиваются медленно и изолированы от атмосферы, неизбежное уменьшение содержания кислорода и рост концентрации углекислого газа влекут за собой серьезные изменения. Когда содержание кислорода уменьшается до определенного уровня, происходит замор рыбы и начинают погибать другие живые организмы, что, в свою очередь, приводит к увеличению объема разлагающейся органики.
Большая часть рыб гибнет из-за отравления промышленными и сельскохозяйственными стоками, но многие – и от недостатка в воде кислорода. Рыбы, как и все живые существа, поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Если кислорода в воде мало, но высока концентрация углекислого газа, интенсивность их дыхания снижается (известно, что вода при высоком содержании угольной кислоты, т.е. растворенного в ней углекислого газа, становится кислой).

2. Последствия загрязнения гидросферы .

Загрязнение водных экосистем представляет огромную опасность для всех живых организмов и, в частности, для человека. Установлено, что под влиянием загрязняющих веществ в пресноводных экосистемах отмечается падение их устойчивости вследствие нарушения пищевой пирамиды и ломки сигнальных связей в биоценозе, микробиологического загрязнения, эвтрофирования и других крайне неблагоприятных процессов. Они снижают темпы роста гидробионтов, их плодовитость, а в ряде случаев приводят к их гибели. Наиболее изучен процесс эвтрофирования водоемов.

Эвтрофизация – обогащение водоема биогенами, стимулирующее рост фитопланктона. От этого вода мутнеет, гибнут растения, сокращается концентрация растворенного кислорода, задыхаются обитающие на глубине рыбы и моллюски. Этот естественный процесс, характерный для всего геологического прошлого планеты, обычно протекает очень медленно и постепенно, однако в последние десятилетия, в связи с возросшим антропогенным воздействием, скорость его развития резко увеличилась.
Ускоренная, или так называемая антропогенная эвтрофизация связана с поступлением в водоемы значительного количества биогенных веществ - азота, фосфора и других элементов в виде удобрений, моющих веществ, отходов животноводства, атмосферных аэрозолей и т. д. Разрушение Балтийского моря происходит в результате процесса эвтрофизации (обогащения водоема биогенами, стимулирующими рост фитопланктона). Эта форма загрязнения характерна для водных пространств, в которых вода обновляется медленно. Таким является и практически закрытое Балтийское море. Эвтрофизация возникает тогда, когда море получает слишком много питательных веществ. Эти вещества, в данном случае фосфор и азот, присутствующие в природе, также имеются в удобрениях и продуктах бытовой химии. Водоросли усваивают их и начинают стремительно размножаться. Одно из последствий этого "взрывного" размножения, все чаще наблюдаемого в летние месяцы, - исчезновение кислорода из глубинных вод. Балтийское море имеет печальную репутацию самого загрязненного моря на планете. Судоходство здесь самое интенсивное в мире, и некоторые породы рыбы, которые здесь вылавливают, в частности сельдь и семга, запрещены к экспорту в страны Европейского союза. Процессы антропогенной эвтрофизации так же охватывают многие крупные озера мира - Великие Американские озера, Балатон, Ладожское, Женевское и др., а также водохранилища и речные экосистемы, в первую очередь малые реки.

Помимо избытка биогенных веществ на пресноводные экосистемы губительное воздействие оказывают и другие загрязняющие вещества: тяжелые металлы (свинец, кадмий, никель и др.), фенолы, СПАВ и др. Так, например, водные организмы Байкала, приспособившиеся в процессе длительной эволюции к естественному набору химических соединений притоков озера, оказались неспособными к переработке чуждых природным водам химических соединений (нефтепродуктов, тяжелых металлов, солей).

Скорости поступления загрязняющих веществ в Мировой океан в последнее время резко возросли. Ежегодно в океан сбрасывается до 300 млрд. м3 сточных вод, 90% которых не подвергается предварительной очистке.

Все более острый характер приобретают проблемы эвтрофирования и микробиологического загрязнения прибрежных зон океана. В связи с этим важное значение имеет определение допустимого антропогенного давления на морские экосистемы, изучение их ассимиляционной емкости как интегральной характеристики способности биогеоценоза к динамическому накоплению и удалению загрязняющих веществ.

Серьезнейшая экологическая проблема - восстановление водности и чистоты малых рек (т. е. рек длиной не более 100 км), наиболее уязвимого звена в речных экосистемах. Именно они оказались наиболее восприимчивыми к антропогенному воздействию. Непродуманное хозяйственное использование водных ресурсов и прилегающих земельных угодий вызвало их истощение (а нередко и исчезновение), обмеление и загрязнение. В настоящее время состояние малых рек и озер, особенно в европейской части России, в результате резко возросшей антропогенной нагрузки на них, катастрофическое. Сток малых рек снизился более чем наполовину, качество воды неудовлетворительное. Многие из них полностью прекратили свое существование.

Этапы очистки.

Санитарная канализационной системы объединяет все сточные трубы от расположенных в зданиях раковин, ванн и т.д., как ствол дерева объединяет все его ветви. Из основания этого «ствола» вытекает смесь всего, что попало в систему, - исходные сточные воды . Так как мы используем огромный объем воды для удаления мизерных количеств отходов или просто льем ее без особой нужды, в первичных стоках на каждую часть отходов приходится примерно 1000 частей воды, т.е. в них 99,9% воды и 0,1% отходов. С добавлением ливневых вод разбавление еще более увеличивается. Но отходы или загрязнители первичных стоков имеют огромное значение. Их подразделяют на три категории.

Мусор и песок. Мусор – это тряпки, пластиковые пакеты и прочие предметы, попадающие в систему из туалетов или через ливнестоки, если те еще не отделены. К песку условно относят и гравий; их приносят в основном ливнестоки.

Органическое вещество, или коллоиды. Это как живые организмы, так и неживая органика экскрементов, пищевых отходов и волокон тканей и бумаги. Термин коллоиды означает, что этот материал не оседает, а обычно остается взвешенным в воде.

Растворенные вещества. Это в основном биогены, такие как соединения азота, фосфора и калия из продуктов жизнедеятельности, обогащенные фосфатами из детергентов.

Чтобы очистка была полной, водоочистные сооружения должны устранить все названные категории загрязнителей. Мусор и песок удаляются на этапе предочистки .

Сочетание первичной и вторичной очистки позволяет избавиться от коллоидного материала. Растворенные биогены устраняются при помощи доочистки .

Необходимо также иметь в виду, что обработка стоков в каждом конкретном случае не обязательно должна включать в себя все четыре этапа. Чаще всего они дополняют друг друга в зависимости от обстоятельств. Следовательно, в некоторых местах в водоемы все еще сбрасывают просто исходные стоки, в других - осуществляют только первичную их очистку, кое-где проводят вторичную, и лишь немного городов осуществляет доочистку водостоков.

Предочистка. От мусора избавляются, пропуская исходные стоки через стержневую решетку , т.е. ряда стержней, расположенных на расстоянии около 2,5 см. друг от друга. Затем мусор механически собирают с решетки и отправляют в специальную печь для сжигания. Очищенная от мусора вода попадает в емкость, напоминающую плавательный бассейн, где движение воды замедляется настолько, что песок оседает; затем он механически извлекается оттуда и вывозится на свалку.

Первичная очистка. После предочистки вода проходит первичную очистку – медленно пропускается через крупные баки, называемые первичными отстойниками . Здесь она в течение нескольких часов остается почти неподвижной. Это позволяет самым тяжелым частицам органического вещества, составляющим 30-50% его общего количества, осесть на дно, откуда их собирают. В то же самое время жирные и маслянистые вещества всплывают к поверхности, и их снимают как сливки. Весь этот материал называется ил-сырец . Вода, покидающая первичные отстойники, все еще содержит 50-70% не осевших органических коллоидов и почти все растворенные биогены. Вторичная очистка предусматривает устранение оставшегося органического вещества, но не растворенных питательных элементов.

Вторичная очистка. Эту очистку называют также биологической , так как в ней участвуют живые естественные редуценты и детритофаги, потребляющие органическое вещество и в процессе дыхания превращающие его в воду и углекислый газ. Обычно применяются два типа систем: капельные биофильтры и активный ил. В системах с капельным биофильтром вода разбрызгивается и стекает струйками по слою камней величиной с кулак, толщина которого 2-3 м. Организмы, случайно смытые с биофильтров, позднее устраняются из воды, когда она попадает во вторичные отстойники-емкости, аналогичные первичным отстойникам. С отстоявшимся в них материалом поступают, как и с илом-сырцом. Пройдя первичную очистку и капельные биофильтры, сточные воды теряют 85-90% органического вещества. Все более широкое распространение получает еще один метод вторичной очистки – система активного ила. В этом случае вода после первичной очистки поступает в резервуар, где могли бы разместиться несколько припаркованных друг за другом трейлеров. Смесь детритофагов, называемая активным илом, добавляется в воду, когда та поступает в резервуар. По мере движения создается богатая кислородом среда, идеальная для развития этих организмов. В ходе их питания количество органического вещества, включая патогенные микроорганизмы, уменьшается. Покидая аэрационный резервуар, вода содержит множество детритофагов, поэтому ее направляют во вторичные отстойники. Так как организмы обычно собираются в кусочках детрита, осадить их относительно несложно; осадок представляет собой тот же самый активный ил , который снова закачивают в аэрационный резервуар. Вода очищается от органического вещества на 90-95%. До двух последних десятилетий не ощущалось острой необходимости осуществлять дополнительную очистку воды уже после вторичной. Воду после нее просто дезинфицировали хлоркой и сбрасывали в естественные водоемы. Такая ситуация преобладает и сейчас. Однако по мере обострения проблемы эвтрофизации все больше городов вводят еще один этап - доочистку , устраняющую биогены.

Доочистка. После вторичной очистки вода поступает на доочистку, устраняющую один или более биогенов. Для этого существует множество способов. На 100% воду можно очистить дистилляцией или микрофильтрованием. Очистка такого количества воды названными методами слишком расточительна, поэтому в настоящее время разрабатываются и внедряются более доступные способы. Например, фосфаты можно устранить, добавив в воду известь (ионы кальция). Кальций вступает в химическую реакцию с фосфатом, образуя при этом нерастворимый фосфат кальция, который можно удалить фильтрованием. Если избыток фосфата – основная причина эвтрофизации, этого уже достаточно. При соответствующей доочистке можно добиться того, что в конечном итоге получится вода, пригодная для питья.

Дезинфекция. Какой бы тщательной очистке не подвергались сточные воды, обычно их все равно дезинфицируют хлорированием перед сбросом в естественные водоемы, чтобы уничтожить патогенные организмы, которые могли выжить. Использование для этого газообразного хлора (Cl2) влечет за собой определенные экологические проблемы, требующие обсуждения. Существуют более безопасные дезинфицирующие средства, например озон (O3). Он чрезвычайно губителен для микроорганизмов и, воздействуя на них, распадается на газообразный кислород, что улучшает качество воды. Однако озон не только токсичен, но и взрывоопасен. Предлагается также воздействовать на воду ультрафиолетовым или другим излучением, убивающим микроорганизмы, но не оказывающим никакого побочного явления.

Заключение.

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.

Теоретически водные ресурсы неисчерпаемы, так как при рациональном использовании они непрерывно возобновляются в процессе круговорота воды в природе. Еще в недалеком прошлом считалось, что воды на Земле так много, что, за исключением отдельных засушливых районов, людям не надо беспокоиться о том, что ее может не хватить. Однако потребление воды растет такими темпами, что человечество все чаще сталкивается с проблемой, как обеспечить будущие потребности в ней. Во многих странах и регионах мира уже сегодня ощущается недостаток водных ресурсов, усиливающийся с каждым годом.

Проблема загрязнения вод суши (рек, озер, водохранилищ, подземных вод) тесно связана с проблемой обеспеченности пресной водой, поэтому наблюдениям и контролю за уровнем загрязнения водных объектов уделяется особое внимание. Экономическое регулирование рационального использования и охраны вод включает: планирование и финансирование мероприятий по рациональному использованию и охране вод; установление лимитов водопользования; установление нормативов платы за водопользование и водопотребление; установление нормативов платы за сбросы загрязняющих веществ в водные объекты; предоставление налоговых, кредитных и других льгот при использовании малоотходных и безотходных технологий, проведении других мероприятий, когда они дают значительный эффект в области рационального использования и охраны вод; покрытие ущерба, нанесенного водным объектам и здоровью людей по причине нарушения требований водного законодательства.

Литература

Ю.В.Новиков, Экология, окружающая среда и человек. 2000г. с.320

А.Н.Павлов, В.М.Кириллов, Безопасность жизнедеятельности и перспективы экологического развития, 2002 г. с.352

Экология. В.И.Коробкин, Л.В.передельский, 2003г. с.576

Инженерная экология и экологический менеджмент /под ред. Н.И.Иванова и И.М.Фадина, Москва 2001. с.528

Техногенезом называют процесс изменения природных комплексов под воздействием производственной деятельности человека. Техногенез заключается в преобразовании биосферы, вызываемом совокупностью геохимических процессов, связанных с технической и технологической деятельностью людей . В большинстве случаев производственная деятельность человека сопровождается негативным воздействием на биосферу, результатом которого является постепенная её деградация. Одним из основных компонентов этого процесса является антропогенное загрязнение экосистем. Непрерывно возрастающая хозяйственная деятельность человека привела к тому, что во многих развитых странах практически не осталось не загрязнённых регионов. Экономический ущерб от загрязнения окружающей среды (ОС) в развитых странах приравнивается потере 5-10% валового национального продукта. Для России экологический ущерб ежегодно составляет 50-100 млрд. руб. (в ценах 1990 г.) . Россия характеризуется некоторыми особенностями социально-экономического развития, обусловливающими интенсивную деградацию природной среды :
– промышленность в РФ всё ещё остаётся по преимуществу добывающей и включает многие ресурсо- и энергоёмкие производства;
– технологический потенциал страны не превышает уровня 70-х годов, то есть соответствует периоду «грязной индустрии»;
– высока степень износа промышленного оборудования и крайне низка обеспеченность производств очистными сооружениями, что повышает риск аварий с тяжёлыми экологическими последствиями.

В ОС в результате хозяйственной деятельности человека выводится большое количество органических и неорганических веществ самых различных химических классов. Рассмотрение всех их не входит в наши задачи и в настоящем обзоре мы ограничимся только тяжёлыми металлами (ТМ). Кроме химического загрязнения биосфера Земли подвергается физическому загрязнению. С конца 40-х годов ХХ столетия ОС испытывает интенсивное радиационное загрязнение. Кроме того, с интенсивным развитием электротехники и электронных средств связи происходит резкое антропогенное возрастание электромагнитного фона биосферы и, особенно, производственной и жилой сфер человека.

Генетические эффекты некоторых химических классов соединений (например, пестицидов) изучены достаточно хорошо, хотя много нерешённых проблем есть и в этих областях. Менее исследована мутагенность ТМ. Объясняется это тем, период методического совершенствования экспериментального мутагенеза совпал с периодом широкого использования во всём мире пестицидов. Интенсивное загрязнение ОС пестицидами и их непосредственная угроза здоровью и наследственности людей и обусловила пристальное внимание к их генетическим эффектам. В настоящее время, в связи с совершенствованием биологической избирательности и усилением биологической активности пестицидов, их доля в суммарном загрязнении природной среды постепенно снижается. Но вместо них приоритетными загрязнителями среды становятся ТМ. Поэтому наши недостаточные знания о мутагенности ТМ для организмов различных уровней организации становятся препятствием для совершенствования природоохранной практики.

Генетические эффекты электромагнитных полей в настоящее время практически не исследованы и в связи с этим опубликованных работ по этому вопросу очень немного.

Так как антропогенное загрязнение ОС происходит комплексно, т.е. одновременно большим количеством химических и физических факторов, представляют интерес генетические эффекты комбинированного, комплексного и сочетанного действия этих факторов. Эта область экспериментального мутагенеза также изучена очень слабо. Ниже мы приводим обзоры источников и масштабов загрязнения ОС факторами, исследуемыми нами, а также их мутагенных свойств.

1.1.1. Загрязнение окружающей среды тяжёлыми металлами

В середине 70-х годов руководителем токсикологической группы программы «Человек и биосфера» Ф. Корте загрязняющие биосферу группы веществ были расположены в такой, убывающий по степени их опасности, ряд: пестициды, ТМ, окислы углерода и серы. По мнению Ф. Корте, в начале XXI века ТМ переместятся в этом ряду на первое место () . По всей вероятности, этот мрачный прогноз сбылся к концу 90-х годов, по крайней мере, для России .

К тяжелым металлам относят группу химических элементов с плотностью более 5 г/см 3 или атомной массой более 40. Распределение масс ТМ, биологический круговорот и миграционные циклы ТМ рассмотрены в ряде обзоров .

В пределах каждого зонального типа почвы могут существовать территории различной площади с резко различающимся химическим составом почвенного покрова. Это так называемые природные биогеохимические аномалии. В зоне деятельности многих промышленных предприятий (рудников, шахт, металлургических заводов и др.) возникают техногенные биогеохимические аномалии (провинции). Повышенные концентрации ТМ в биокосных компонентах природной среды (природные геохимические провинции) могут возникнуть в местах выхода рудоносных пород на земную поверхность. Разработка металлических руд приводит к интенсивному загрязнению среды, и природная геохимическая провинция трансформируется в техногенную . Например, горнодобывающие предприятия выбрасывают ежегодно до 20 млн. т пылегазовых веществ, значительную долю в которых составляют аэрозольные частицы различных соединений ТМ. Интенсивным источником загрязнения окружающей среды ТМ являются предприятия по переработке и обогащению металлических руд. Обогатительные фабрики ежегодно отправляют в хвостохранилища и очистные сооружения до 10 км 3 твёрдых и жидких отходов . Интенсивным источником локального загрязнения среды ТМ может быть транспорт, перевозящий рудничные концентраты металлов от обогатительных фабрик к месту их дальнейшей переработки. Загрязнение происходит в результате распыления мелких фракций концентратов .

В настоящее время человечество извлекает из Земли свыше 120 млрд. тонн различных руд, топлива и строительных материалов. Значительная часть добытого поступает в отходы и отвалы, подвергается водной и ветровой эрозии, продукты которой, распыляясь в атмосфере или растворяясь в воде, загрязняют ОС. Содержания различных элементов (в том числе и ТМ) в экосистемах различных растительных зон Земли в настоящее время интенсивно изучается .

Средние уровни антропогенного глобального поступления в биосферу ТМ показаны в табл. 1. Общая токсичность приведенных в таблице ТМ значительно превышает суммарную опасность радиоактивных и органических загрязнений.

Таблица 1. - Уровни глобального поступления тяжелых металлов в биосферу, млн. т/год .

Элемент	Воздух	Вода	Почва
Цинк	131,88	226	2245
Медь	35,37	112	2073
Свинец	332,35	138	1354
Никель	55,65	113	412
Мышьяк	18,82	41	97
Молибден	3,27	11	102
Селен	3,79	41	42
Сурьма	3,51	18	57
Ванадий	8,6 0	12	67
Кадмий	7,57	9,4	28
Ртуть	3,56	4,6	12

В начале 90-х годов исследователи из университета штата Монтана определили, что за последнее десятилетие XX века в США в процессе измельчения, обогащения, переработки и плавки металлов только в водные источники будет выброшено от 7·10 3 до 70·10 3 тонн ТМ .

На территории РФ есть несколько регионов (Средний и Южный Урал, Кольский полуостров, юг Сибири), в которых сосредоточены особенно опасные в экологическом отношении отрасли: энергетика, добыча сырья, производство искусственных материалов, военная промышленность. Подобные производственные комплексы очень устойчивы и их трансформация в экологически менее опасные сопряжена с большими экономическими затратами, не реальными на данном этапе развития государства. Чрезвычайно сложная экологическая обстановка существует в крупных промышленных городах. Примером тому может служить Москва, в которой на территории около 5% суммарный показатель загрязнения среды достигает предельных значений, установленных для районов экологических бедствий. Почва в некоторых районах столицы очень сильно загрязнена цинком, свинцом, медью, хромом, ванадием, ртутью, никелем, оловом, кадмием и другими ТМ . Следовательно, интенсивное воздействие таких промышленных центров на экосистемы и здоровье населения в обозримом будущем будет продолжаться. В связи с этим развитие методов биологической индикации в экологическом мониторинге является приоритетным направлением в природоохранной практике .

В России к началу ХХ столетия на душу населения приходилось 4,5 га нарушенных ландшафтов, тогда как в США – 3,6 га (при значительно более интенсивном сельском хозяйстве и более разветвлённой инфраструктуре), в странах Западной Европы – от 0,25 (в Нидерландах) до 1,2 га (в Испании). Обширные нарушения экосистем произведены в Европейской части, на Севере, на Среднем и Южном Урале и на юге Сибири вдоль Сибирской железной дороги . В городских и промышленных районах России ТМ загрязнены 10 млн. га почвы . Например, в окрестностях г. Мончегорска, находящегося в зоне влияния выбросов промышленных предприятий РАО «Норильский никель», в почве содержание меди в 250, а никеля в 450 раз выше природного фона. В результате этого загрязнения на площади 3500 км 2 ягоды и грибы загрязнены никелем до уровня, представляющего опасность для человека . ПО «Печенганикель» в период 1970-1990 гг. ежегодно выбрасывало в атмосферу от 140 до 449 тонн аэрозольного никеля, до 300 т меди и до 18 т кобальта. За 14 лет (1979-1992 гг.) на единицу площади водосбора одного из озёр (Кочеявр) выпало из атмосферы 11,2 г/м 2 никеля, 2,6 г/м 2 меди, что составило для всего водосбора 1,1 и 1,2 т соответственно. Значительная часть выпадений попала в озеро и захоронено в донных отложениях. У рыб, обитающих в этом и соседних озёрах, наблюдается субтоксические эффекты . Высокий уровень загрязнения растениеводческой и животноводческой продукции регистрируется в зоне выбросов Новолипецкого металлургического комбината. Например, в молоке регистрируются концентрации хрома – до 250 ПДК, никеля – до 3 ПДК, свинца – до 1,9 ПДК, железа – до 33 ПДК .

К загрязнению окружающей среды ТМ может вести не только разработка месторождений и обогащение руд. В процессе угледобычи извлекается большое количество пустой породы, которую складируют в отвалах на поверхности Земли. К концу 80-х годов в отвалах предприятий угледобывающей промышленности находилось более 3,3 млрд. м 3 породы, занимавших более 10 тыс. га. В отвалах обычно содержатся легкорастворимые соли ТМ. Сильно засоленными (от 1,5 до 4,3%) являются породы отвалов Подмосковного угольного бассейна. Химическую активность отвалов определяют содержащиеся в породе соединения серы. В результате их окисления образуется серная кислота, которая способствует химическому разложению многих минералов и трансформации соединений ТМ в растворимые формы. Разработка угольных месторождений и эрозия отвальных пород сопровождается значительным увеличением минерализации подземных вод. Очень сильному загрязнению подвергаются подземные воды в зоне отвалов шахт Подмосковного и Кизеловского угольных бассейнов, состоящих из токсичных пиритизированных пород .

Интенсивным источником ТМ являются аэрозольные выбросы предприятий топливно-энергетического комплекса (ГРЭС, ТЭС, ТЭЦ), особенно те из них, которые топятся каменным углем или нефтепродуктами. Вокруг крупных ТЭС образуются участки загрязнения ТМ диаметром 10-20 км . Кроме того, ТМ загрязняются и поверхностные водоёмы . Например, ТЭЦ и ГРЭС Москвы ежесуточно сливают в городскую канализацию или непосредственно в р. Москву около 100 т солей, образующихся при очистке фильтров .

Большое количество сточных вод, содержащих ТМ, сбрасывают в канализацию или непосредственно в природные водоёмы предприятия металлообработки и машиностроения. Так, предприятия Москвы сливают в канализацию 720 тыс. м 3 сточных вод, причём из 800 промышленных объектов, имеющих локальные очистные сооружения, только на 66 сточные воды очищаются до установленных норм. В результате в осадках городских станций аэрации ежесуточно накапливается до 15,6 т ТМ . Одним из основных источников загрязнения окружающей среды ТМ являются гальванические производства на предприятиях машиностроения и приборостроения. На территории бывшего СССР их насчитывалось более 8 тыс.; из них 960 – в Москве и большая часть из оставшихся – в России. Для гальванопокрытий используется только около 30 % общей массы цветных металлов и 70-90% используемого для этих целей количества идёт в сточные воды. В результате ежегодный средний объём гальванических сточных вод составляет 1 км 3 с содержанием в растворённом виде 50 тыс. тонн ионов ТМ, 100 тыс. тонн кислот и щелочей. Как правило, гальванические цехи и участки не имеют очистных сооружений, а сами они располагаются непосредственно среди жилых кварталов .

Каждое промышленное предприятие, в зависимости от объёмов и вредности выбросов, имеет вокруг себя санитарно-защитную зону (СЗЗ) радиусом от 3 до 5 и более км. СЗЗ – это узаконенный участок загрязнения. В РФ к 1990 году под СЗЗ было отчуждено 103 млн. га при общей площади сельскохозяйственных угодий 556,3 млн. га, в том числе 226,7 млн. га пашни . Вместе с тем, промышленные предприятия загрязняют не только СЗЗ, но и прилегающую территорию в пределах 10-30 км, особенно в направлении господствующих ветров.

Большинство ТМ образуют геохимические аномалии вокруг точечных источников промышленного характера (заводы, комбинаты, рудники). Исключение составляет свинец, повышенные концентрации которого приурочены, в основном, к землям населённых пунктов и прилегающих к автодорогам участков. Связано это с использованием этиолированного автомобильного топлива . Большая часть ТМ, содержащихся в воздушных выбросах промышленных предприятий, в конечном счёте, попадает в почву, где происходит их постепенное накопление . В результате специальных исследований установлено, что в чёрной и цветной металлургии экологически значимый результат может быть достигнут при сокращении валовых выбросов в 10 и более раз. Реально же министерства и ведомства к категории природоохранных относят долгосрочные планы снижения объёмов выбросов всего в 1,5-2 раза .

В результате условий, описанных выше, во многих промышленных регионах России складывается очень тяжёлая экологическая обстановка. Например, вокруг машиностроительного завода в г. Воткинске (Пермская обл.) содержание ТМ воде и почве в 5-6 раз превышает ПДК . Содержание ТМ (марганец, хром, никель, железо, медь и др.) в природных средах г. Кемерово в 50-100 раз превышает фоновое, почва окружающей город 10-километровой зоны содержит от 2 до 22 ПДК цинка, от 1,5 до 31 ПДК свинца, от 30 до 35 ПДК мышьяка. В 10-километровой зоне вокруг г. Новокузнецка в почве наблюдаются 6-кратные превышения ПДК по кадмию, 2-3-кратные – по меди и никелю . В этих зонах расположены жилые рабочие посёлки с индивидуальными приусадебными участками, дачные участки горожан. Выращенные на такой почве сельскохозяйственные растения содержат большое количество ТМ (табл. 2) и других вредных веществ.

Таблица 2. - Содержание тяжелых металлов в пищевых растениях (мг/кг), выращенных в зоне влияния цинкового завода, г. Белово, Кемеровская область

Вид растения
Картофель



Лук, листья
Лук, луковица
ПДК в овощах

Некоторое количество ТМ может поступать в агроэкосистемы с минеральными удобрениями и некоторыми видами пестицидов, содержащих в своём составе медь, ртуть, хром . Другим интенсивным источником загрязнения агророэкосистем ТМ (мышьяком, хромом, свинцом, ртутью, никелем, ванадием и др.) являются илы промышленных и коммунальных очистных сооружений, широко используемые для удобрения сельскохозяйственных полей . Результаты исследований, оценивающих вклад минеральных удобрений, пестицидов и илистых фракций очистных сооружений в накопление ТМ живыми организмами достаточно противоречивы и требуют дальнейшего изучения .

Почва дольше других компонентов среды сохраняет аккумулированные вещества. По мнению специалистов, ТМ будут сохраняться в почве практически вечно . Так, продолжительность первого периода полуудаления ТМ, по расчётам К. Иимуры с соавторами , для почв в условиях лизиметра варьирует для цинка от 70 до 510 лет, для кадмия от 13 до 1100 лет, для меди от 310 до 1500 лет и для свинца от 740 до 5900 лет.

Поскольку часть наших исследований связана с выяснением мутагенности ТМ, поступающих в растения из почвы, необходимо остановиться на некоторых физико-химических характеристиках почв, определяющих доступность металлов растениям.

Миграция ТМ по трофическим цепям начинается с аккумуляции их растениями. Накопление ТМ растениями и их токсичность детерминированы главным образом количеством подвижных форм ТМ в почве, а не валовым их содержанием. Соотношение подвижных и связанных форм ТМ в значительной степени обусловлены типом и свойствами почвы: гранулометрическим составом, содержанием органических веществ, ёмкостью обменных катионов, рН среды, содержанием фосфатов . На подвижность и поступление ТМ в растения влияют многие факторы: видовая принадлежность и физиологическое состояние растения, почвенные характеристики, климатические условия. Поэтому, детально изучив эти процессы, можно в значительной степени влиять на экологическую чистоту получаемой продукции, поступление ТМ в организм животных и человека. Изменяя интенсивность поступления металлов в организм, можно регулировать интенсивность мутагенной нагрузки.

Техногенное загрязнение почв ксенобиотиками оказывает сильное влияние на микрофлору почвы. В промышленной зоне очень сильное загрязнение почвы ТМ вызывает полное исчезновение в почве водорослей. Загрязнение ТМ и кислотами ведёт к формированию сообществ, где преобладают зелёные водоросли. При подщелачивании почвы или загрязнении её органическими веществами в альгогруппировках начинают преобладать синезеленые водоросли . Повышение концентрации ТМ в почве влияет на численность микроскопических грибов и Azotobacter в почве. Динамика численности зависит от видовой принадлежности грибов и бактерий, природы тяжёлого металла и его концентрации в почве . Микрофлора может связывать более половины подвижных форм железа, цезия и некоторых других ТМ, которые попадают на поверхность почвы с растительным опадом и аэрозольными выпадениями. Связывание катионов ТМ микроорганизмами зависит от температуры и влажности среды. Связывание цезия не уменьшается с повышением его концентрации в почвенном растворе, поэтому почвенные микроорганизмы могут связывать значительные количества радионуклидов. Особенно эффективным накопителем цезия являются почвенные грибы. Почвенные микроорганизмы могут связывать 3% кобальта, 11% железа, 22% кальция и стронция, 24% цезия, содержащихся в растительном опаде. Высушивание и замораживание может приводить к освобождению 95% цезия, включённого в биомассу микробов .

В хвойных лесах эпифитный лишайниковый покров деградирует по мере приближения к промышленному источнику полиметаллической пыли; в слоевищах лишайников увеличивается содержание никеля (более 90 мг/кг сухого вещества) и меди (более 200 мг/кг) . Была обнаружена интересная особенность реакции лишайников на техногенное загрязнение экосистем . Оказалось, что зависимость «доза-эффект» реакции лишайников на загрязнение точечного источника эмиссии ТМ существенно не линейна и в большинстве случаев имеет S-образный вид, причем переход между фоновым и импактным состоянием растений очень резкий. Происходит этот переход когда импактный уровень загрязнения превышает фоновый в 1,5-2,3 раза.

Среди сельскохозяйственных растений наиболее активно накапливают ТМ овощные культуры, особенно кормовая свекла и бобовые культуры. Многие ТМ значительно слабее проникают в вегетирующие органы пшеницы: в листьях этого растения концентрация свинца в 20-40 раз меньше, чем в корнях, кадмия – меньше в 20 раз . Этот факт свидетельствует о наличии в корнях барьера, существенно затрудняющего проникновение токсичных ионов в подземные органы растений. Авторы предполагают, что основная часть ТМ была задержана на периферии корней в зоне так называемого пояска Каспари. Вместе с тем, устойчивость растений к одному из ТМ никак не связана с устойчивостью к другим металлам . По степени токсичности исследованные ТМ могут быть расположены в следующий ряд :
Нg(II) > Cu(II) > Pb(II) > Cd(II) > Cr(III) > Zn(II) >Ni(II) > Al(III).

Избыток ТМ, поступающих из почвы в растения, вызывает у них нарушение баланса питательных элементов, нарушает синтез многих ферментов, витаминов, пигментов . Тем не менее, растения достаточно легко приспосабливаются к относительно высоким концентрациям ТМ в почве. Ярким примером тому может быть быстрое заселение растениями отработанных после добычи металлической руды отвалов «пустой» породы. Например, отдельные особи злаков полевицы (Agrostis tenius ) и овсяницы (Festica ovina ) достаточно хорошо растут на почвах, содержащих до 1% свинца .

Между средним многолетним содержанием ТМ в атмосфере и коре древесных пород, растущих в загрязнённой ТМ зоне, доказаны достаточно тесные корреляции . Содержание ТМ в растениях, как правило, не зависит от их содержания в городских почвах. Такая взаимосвязь была обнаружена только для никеля, свинца и меди. Связано это, возможно, с тем, что ТМ находятся в малодоступной растениям форме .

Общее представление о содержании ТМ в почве и некоторых сельскохозяйственных растениях Тульской области можно составить по результатам немногочисленных опубликованных работ табл. 3).

Таблица 3 - Валовое содержание тяжёлых металлов (мг/кг) в почве и зерне растений Плавского района Тульской области (усреднённые данные)

	Яровая пшеница	Озимая пшеница


Марганец

Вопросы накопления ТМ и их токсичности для животных, которым посвящён широкий круг работ , не входят в задачи нашего обзора. Отметим лишь некоторые ключевые моменты.

Для анализа мутагенной опасности загрязнения экосистем ТМ целесообразно знать фоновые уровни их содержания в биокосных средах и биологических объектах (табл. 4).

Таблица 4 - Содержание исследуемых тяжелых металлов в почвах, пресных водах, растениях и мышечной ткани животных (мкг/кг сухой массы)

	Пресные воды	Растения	Животные








Стронций

Опасность загрязнения окружающей среды ТМ ведёт к избыточному их поступлению и аккумулированию в организме. Различные уровни суточного поступления ТМ в организм человека показаны в табл. 5.

Таблица 5. - Суточные дозы поступления тяжёлых металлов в организм человека (в расчете на массу 70 кг)

Поступление в организм (г/сут)
дефицитное	нормальное	токсичное	летальное

Поступление ТМ с пищей в животных экологически близких видов, обитающих в одном и том же районе, может существенно различаться, поскольку зависит от пищевой специализации. Существование таких различий показано, например, при исследовании птиц в зоне влияния выбросов медеплавильного завода . Следовательно, в одних и тех же районах влияние ТМ на наследственность животных различных видов будет различным.

Депонирование ТМ организмами в существенной степени зависит от их физиологической роли в организме. Показано, что увеличение в рационе рыжих полёвок физиологически активных меди и цинка (в 9 и 2,2 раза соответственно) практически не приводит к возрастанию уровня этих элементов в тканях животных. Иная картина наблюдается в случае свинца и кадмия. Увеличение их поступления в организм с пищей (в 1,2-1,9 и 2,6-5,4 раза соответственно) приводит к существенному повышению содержания этих металлов в организме животных . Аналогичные процессы отмечены у американской норки . Поступление в экосистемы ТМ с промышленными и коммунальными стоками может приводить к активному их накоплению в верхних ярусах трофических пирамид. Логично предположить, что мутагенез, индуцированный тяжёлыми металлами у животных одной и той же экосистемы, может быть более интенсивным у организмов, стоящих на более высоких ступенях трофических пирамид.

Во многих генетических исследованиях используют грызунов. Поэтому важно отметить зависимость содержания ТМ в тканях грызунов от сезона их отлова и, следовательно, возраста зверьков (табл. 6).

Таблица 6. - Зависимость накопления микроэлементов от сезона отлова (возраста) грызунов август/май, относительные единицы)

	Микроэлемент

Microtus oeconomus
Clethriomys glereolus

Если учесть, что с возрастом отклик организмов на действие кластогенов усиливается, то у разных особей в разновозрастной выборке частота генетических нарушений может варьировать. Установлена также неодинаковая степень аккумуляции ТМ самцами и самками (табл. 7), что также может отражаться на интенсивности мутагенеза у животных разных полов.

Таблица 7. - Зависимость накопления микроэлементов от пола животных (самцы/самки, относительные единицы)

	Микроэлемент

Microtus oeconomus
Clethriomys glereolus
Cl. granulatus
Cl. glabratus

По данным Минздрава РФ в 1998 г. около 50 млн. россиян проживает в условиях 10-кратного превышения концентрации вредных веществ в воздухе. Половина этих веществ выбрасывается автотранспортом. В настоящее время российские автомобили выбрасывают в атмосферу в 30-50 раз больше токсичных веществ на 1 километр пробега, чем автомобили США или стран Западной Европы. Суммарный выброс вредных веществ от автотранспорта составляет 15,6 млн. т/год . Газовые выбросы автотранспорта и промышленных производств содержат большое количество мутагенных веществ, в том числе и ТМ. С помощью люминесцентного спектрального анализа клеток хвои сосны было показано негативное влияние в зимнее время выбросов котельных, работающих на бурых углях Подмосковного угольного бассейна, на метаболические процессы растений. Установлено, что на территории в 425 км 2 вокруг точечного источника газовых выбросов коксохимического производства у растений обнаруживаются повышенные частоты аберраций хромосом (АХ) . Доказано кластогенное действие выбросов завода, выплавляющего свинец, на наследственные структуры клеток ели (Picea abies ) . У винограда, растущего в зоне воздействия промышленных выбросов предприятий и районах, перегруженных автотранспортом, обнаружены существенные нарушения макро- и микроспорогенеза . Аналогичные нарушения в микроспорогенезе обнаружены у Vicia cracca в промышленных зонах г. Новокузнецка.

С использованием теста Эймса было показано, что ацетоновые экстракты образцов воздуха, взятых на рабочих местах металлургического производства, в несколько раз более мутагенны, чем образцы воздуха, взятые в административных помещениях . Доказана мутагенность пылей никелевых руд . Для оценки генотоксичности выбросов никелевой домны крыс подвергали воздействию доменных дымных аэрозолей при концентрациях твёрдого вещества от 1 до 100 мг/м 3 . Кроме окислов железа и никеля в аэрозолях были обнаружены окислы хрома, кобальта, алюминия, свинца, цинка и др. Был установлен чёткий зависимый от дозы цитогенетический эффект () .

При исследовании 28 работников дорожной полиции со стажем работы более 10 лет было установлено, что в клетках их периферической крови частота клеток с аберраций хромосом и частота сестринских хроматидных обменов статистически достоверно выше, чем у лиц контрольной группы (15 человек). Это повышение не коррелировало с содержанием в крови свинца или продолжительностью стажа .

Помимо аэрозольных выбросов тяжёлые металлы могут поступать в окружающую среду с промышленными, сельскохозяйственными и коммунальными стоками. Вокруг рудных месторождений формируются водные потоки рассеяния, в которых многие токсичные компоненты могут значительно превышать установленные для них ПДК. Повышенная мутагенность стоков предприятий цветной металлургии доказана многочисленными исследованиями. Погосян с сотр. исследовали процесс микроспорогенеза у традесканции после обработки цветочных бутонов стоками производства цветной металлургии, содержащими соединения меди, цинка, свинца и других металлов. Установлено, что количество нарушений возрастает при длительной (1,5 мес.) обработке. Л.А. Гукасян с сотр. , используя традесканцию, доказали мутагенность стоков медно-молибденового комбината. Соколов В.В. и Ганаси Е.Э. показали увеличение частоты АХ в клетках корешков V. faba и С. capillaris при их проращивании на техногенном иле донных отложений, содержащем ТМ.

Твердые отходы промышленных предприятий, связанных с переработкой металлических руд и металлообработкой представляют существенную опасность для окружающей среды. Обусловлено это большими объёмами отходов, высоким содержанием в них тяжёлых металлов и других токсичных соединений. При воздействии факторов ОС отходы эродируют, и в виде пыли или дождевых стоков попадают в природную среду. Генетическая опасность подобных отходов доказана. Например, с помощью теста Эймса показана мутагенность водных вытяжек промотходов керамического, литейного, гальванического и др. производств, где основными компонентами являлись различные тяжёлые металлы .

1.1.2. Загрязнение окружающей среды радионуклидами

Живые организмы, населяющие Землю, подвергаются воздействию естественных источников ионизирующей радиации. Последние могут быть разделены на две группы: космические источники и источники, находящиеся на Земле (например, радиоактивные геологические породы, радон). Уровень космического излучения относительно стабилен. Мощность эквивалентной дозы внешнего облучения, обусловленной космическим излучением, соответствует приблизительно 3,2-10 –8 Зв/ч на уровне моря. При подъёме над уровнем моря мощность дозы этого облучения возрастает. Доза внешнего облучения, получаемая населением от земных естественных источников, определяется геологическим составом материнских, почвообразующих пород. Доза этого излучения для большей части населения составляет приблизительно 3,5·10 –8 Зв/ч. В некоторых районах Земли, в тех местах, где на поверхность выходят радиоактивные породы, доза, получаемая населением, может быть в 10 раз больше .

Глобальное загрязнение биосферы антропогенными радионуклидами началось с 1945 г, с момента начала испытания и использования ядерного оружия. За период с 1945 по 1980 гг. в атмосфере Земли было произведено 450 ядерных взрывов общей мощностью 545 Мт. Образовавшиеся в результате взрывов радиоактивные продукты оказались в атмосфере и воздушными течениями были разнесены практически по всей поверхности Земли. Мониторинг радиоактивных выпадений, проведенный на территории Москвы, показал, что с конца 50-х годов до 1964 г. (период активных испытаний ядерного оружия в атмосфере) плотность выпадений периодически превышала 1000 мКи/км 2 . Содержание радионуклидов в воздухе в это время достигало (110-450)·10 –17 Ки/л. В период 1964-1980 гг. плотность радиоактивных выпадений составляла 12-100 мКи/км 2 . Содержание радионуклидов в атмосферном воздухе за этот период колебалась в пределах (2,5-81)·10 –17 Ки/л. После прекращения испытания ядерных боезарядов в атмосфере плотность выпадений стабилизировалась на уровне 6,5-8,7 мКи/км 2 . Соответственно снизилось до (0,4-1,7)·10 –17 Ки/л содержание радионуклидов в атмосферном воздухе. Авария на ЧАЭС привела к увеличению плотности выпадений в 1986 г. до 418 мКи/км 2 , которая затем снизилась в последующие годы .

Фоновым загрязнением радионуклидами и последствиями Чернобыльской катастрофы радиоэкологические проблемы России и стран СНГ не исчерпываются. Жёсткие рамки обзора не позволяют рассмотреть в нём радиобиологические проблемы, обусловленные распадом радона и облучением, которое получает население России в результате медицинских обследований, а также проблемы связанные с существованием обширных районов радиационного загрязнения на Семипалатинском полигоне, Новой Земле и территории Восточно-Уральского радиоактивного следа (ВУРС). Вместе с тем нет необходимости доказывать, что радиационное загрязнение экосистем достаточно велико и радиобиологические проблемы сочетанного действия химических мутагенов и ионизирующей радиации чрезвычайно актуальны для биоты и населения многих регионов бывшего СССР .

Тульская область, где проведена часть наших исследований, подверглась радиоактивному загрязнению в результате аварии на ЧАЭС. В связи с этим необходимо рассмотреть часть радиобиологических проблем, связанных с влиянием радиационного загрязнения на биоту.

В 1996 году в России работало 9 атомных электростанций, в которых эксплуатировалось 29 энергоблоков с установленной мощностью 21 тыс. МВт. По данным Российского информационно-аналитического центра по предупреждению аварийных ситуаций на объектах атомной энергетики ни один из этих энергоблоков не отвечает в полной мере современным требованиям безопасности. За период 1993-1996 гг. на АЭС зарегистрировано 550 нарушений нормальной работы реакторов. Хранилища отработанного ядерного топлива при АЭС переполнены и на всех 9 АЭС продолжается накопление отработанного ядерного топлива сверх проектных значений .

В апреле 1986 г. на 4 блоке Чернобыльской АЭС произошла авария. В результате взрыва в окружающую среду было выброшено большое количество радиоактивных веществ. В зависимости от расстояния и времени, прошедшего с момента взрыва до выпадения радионуклидов на поверхность Земли, эти выпадения делят на три типа: 1) ближние, 2) тропосферные, (формирующиеся в тропосфере и выпадающие на почву в направлении следа в течение 20-30 дней) и 3) глобальные .

Общая площадь земель с плотностью загрязнения 137 Сs более 1 Ки/км 2 составила 3,2% европейской территории бывшего СССР и более 0,2 Ки/км 2 – 23%. Площади, подвергшиеся загрязнению в результате аварии на ЧАЭС, приведены в табл. 8 и 9.

Таблица 8. - Площади территорий (тыс. га), загрязнённых 137 Сs в результате аварии на ЧАЭС

Государство	Степень загрязнения, Ки/км 2
Государство


Белоруссия

Таблица 9. - Распределение загрязнённых 137 Сs площадей с уровнем от 1,0 до 5,0 Ки/км 2 по административным территориям Европейской части России

Территория	Площадь загрязнения
Территория	км 2	%
Белгородская	1620	6,4
Брянская	6050	17,3
Воронежская	1160	2,2
Калужская	3500	11,7
Курская	1200	4,0
Липецкая	1470	6,1
Ленинградская	850	1,0
Мордовия	1630	6,3
Нижегородская	20	0,02
Орловская	9300	37,2
Пензенская	4130	9,6
Рязанская	5210	13,0
Саратовская	150	0,2
Смоленская	100	0,2
Тамбовская	330	1,0
Тульская	10320	39,7
Ульяновская	1060	2,9
ИТОГО	48100

Примечание: В таблице не указаны площади с загрязнением более 5 Ки/км 2 .

На территории, загрязнённой в результате аварии на ЧАЭС наблюдается так называемая пятнисто-мозаичная структура загрязнения местности, которая обусловливает на фоне среднего радиационного уровня, характерного для данной местности, наличие локальных пятен со значительно большей плотностью загрязнения. Так, по данным Плавского центра химизации в Плавском районе Тульской области при среднем уровне радиационного загрязнения 10-15 Ки/км 2 были зарегистрированы пятна до 40 Ки/км 2 .

За пределами 30 км зоны ЧАЭС (в границах Украинского Полесья) биологическая доступность 137 Cs высока и сравнима с доступностью нуклида, внесённого в водорастворимой форме . Это, по мнению авторов, позволяет все многолетние экспериментальные данные, полученные до аварии на ЧАЭС по динамике цезия в экосистемах, использовать для оценки возможных уровней загрязнения продуктов растениеводства на территориях ЧРС. Однако данные, полученные нами на территории Тульской области , свидетельствуют о том, что практически весь цезий (по крайней мере – к 1997 году) находится в связанном почвенным поглощающим комплексом виде. Поэтому поступление 137 Cs в растения в основном определяется их биологическими свойствами. Полученные нами результаты согласуются с данными о формах радионуклидов в почвах ВУРС (табл. 10).

Таблица 10. - Содержание (%) водорастворимых (А), обменных (В), кислотно-растворимых (С) и фиксированных (D) форм радионуклидов в почвах Восточно-Уральского радиоактивного следа спустя 36 лет после аварии .

Почвы	137 Cs				90 Sr
Почвы	A	B	C	D	A	B	C	D
Дерново-подзолистые	0,20	0,40	0,4	99,0	2,5	45,8	44,2	7,5
Серые лесные	0,02	1,18	2,7	95,1	2,4	58,0	30,0	9,6
Чернозёмные	0,10	1,10	2,1	96,6	1,8	55,9	30,9	11,4

Оценка доз ионизирующей радиации, полученных населением в результате аварии на ЧАЭС и принесённого этими дозами вреда, сильно различается у различных авторов . В 1988 году Министерством здравоохранения был принят норматив «Предел индивидуальной дозы за жизнь, установленный для населения, контролируемых районов РСФСР, БССР и УССР, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате аварии на чернобыльской АЭС», равный 35 бэрам. Если доза выше, то требуется отселение людей на чистые территории. Однако этот предел, являющийся критерием для отселения, был превращён в верхний предел приемлемого риска, по которому население, получающее менее 35 бэр за жизнь, не отселялось и ему гарантировалось безопасное проживание . Вместе с тем, если исходить из беспороговой концепции зависимости стохастических генетических эффектов от дозы облучения, то считать безопасным для здоровья проживание в заражённых районах некорректно. Вывод о безопасности дозы в 35 бэр был сделан на основе сведений, полученных ранее 1988 года. Более того, существует мнение, что никакой научной системы взглядов относительно безопасности дозы 35 бэр нет. Есть лишь волевое решение приравнять население, проживающее в пострадавших районах, к людям, живущим около атомной станции, для которых установлена доза 0,5 бэр. Умножением этой величины на 70 лет (средняя продолжительность жизни), и была получена величина 35 бэр . В последнее десятилетие более точные эпидемиологические и дозиметрические сведения Международной комиссии радиологической защиты (МКРЗ) свидетельствуют о том, что риск появления злокачественных новообразований при 35-бэрной концепции был недооценён в 2-4 раза. Кроме того, при совместном действии облучения и некоторых факторов физической и химической природы риск появления злокачественных заболеваний и мутагенных эффектов может возрасти десятикратно.

Если исходить из дозы, которая была до Чернобыльской катастрофы, а это 100 мбэр (или 7 бэр за жизнь), то на Украине, в Белоруссии и России пришлось бы отселять более 1,5 млн. человек.

1.1.3. Загрязнение окружающей среды электромагнитными полями

Человек практически постоянно подвергается воздействию магнитных и электромагнитных полей в связи с применением многих машин и приборов, которые используются на транспорте, в промышленности и в быту. Средний уровень плотности потока энергии, которому подвергается население, составляет 0,005 мкВт/см 2 . На производстве уровни значительно выше. Уровни напряжённости электрических полей на подстанциях могут достигать 20 кВ/м 2 , под ЛЭП - 10 кВ/м 2 . Электромагнитные поля действуют на регуляторные механизмы на всех уровнях организации живых существ, включая молекулярные, внутриклеточные и межклеточные. Возможно, что одним из таких механизмов является электролитный обмен . Воздействие ЭМП на биологические структуры наступает внезапно (особенно в техногенных условиях), а интенсивность ответной реакции организма в значительной степени зависит от его индивидуальных особенностей. Если здоровый организм может сохранять равновесие, то в больном могут происходить интенсивные изменения, способные довести его до патологического состояния. Авторы показали, что в дни геомагнитных возмущений происходит статистически достоверное повышение содержания натрия и калия в цельной крови по сравнению с их уровнем в магнитно спокойные дни (С=0). В эритроцитах здоровых людей в дни геомагнитных возмущений отмечается значительное повышение концентрации натрия, калия и кальция, а также уменьшение концентрации этих элементов в плазме.

Техногенные источники электромагнитных полей могут влиять на физиологические параметры организма. Так, нарушения состава крови отмечаются у людей на расстоянии даже 300 м от высоковольтных ЛЭП. Случаи лейкоза отмечены при проживании людей в 40 м от таких линий. На практике под высоковольтной линией сила поля определяется на расстоянии 1 м от земли. Максимальное электрическое поле на земле под высоковольтной линией 380 кВт колеблется от 10 до 15 кВт/м. В теле человека такое электрическое поле индуцирует ток 0,15-0,23 мА, который находится ниже порога ощущения человеком тока – 0,36 мА (менее 50% населения). Вместе с тем некоторые люди способны ощущать электрические поля от 1 до 5 кВт/м. Магнитные поля под высоковольтной линией 380 кВт характеризуются магнитной индукцией 0,055-0,5 мТ, которая значительно ниже границы вредного воздействия на человека (5-60 мТ, 1-2 Т). Ежедневно человек испытывает действие более сильных магнитных полей, в сравнении с магнитным полем под высоковольтной линией. Риск для здоровья от электрических и магнитных полей, которые вызываются окружающими нас сооружениями, транспортом и бытовыми приборами практически исключается. Границы для электрического поля, при длительном пребывании в нём, следующие: для населения – около 10 квт/м; для рабочих, находящихся в сооружениях с высоким напряжением – около 20 кВт/м .

У человека высокочастотные электрические поля могут вызывать нарушение терморегуляции, развитие катаракты глаза, головные боли, раздражительность, нарушение сна. Единицей влияния микроволнового излучения на организм человека является «специфическая норма поглощения» (Specific Absorption Rates – SAR), численно равная энергии поглощённого излучения, приходящей на один грамм (иногда – килограмм) биоткани. При поглощении единицы излучения в течение 20 минут ткани нагреваются на 1 градус. Нагрев адекватно (или неадекватно) компенсируется обменными процессами .

Электромагнитные поля низкой частоты могут снижать артериальное давление, уменьшать частоту сердечных сокращений, вызывать тахикардию, гематологические изменения, изменения ЭКГ, повышение утомляемости . Движение крови по сосудам, расположенным в магнитном поле, сопровождается появлением в тканях сердечно-сосудистой системы электрического тока. При плотности электрического тока до 10 мА/м 2 какие-либо заметные биологические эффекты отсутствуют. В диапазоне 10-100 мА/м 2 , что может соответствовать нахождению человека в магнитном поле 5-50 мТ, отмечается появление фосфенов. При плотности электрического тока выше 1000 мА/м 2 (500 мТ) возникает реальная угроза жизни, связанная с развитием фибрилляции сердца . Электромагнитные поля с частотой 60 Гц подавляют активность Т-лимфоцитов . Вместе с тем высказывается мнение, что при прямом воздействии низкочастотных электромагнитных полей на человека, плотность возникающих в его теле токов на порядок ниже установленных физиологами порогов опасного действия. Поэтому автор считает, что пока невозможно сделать убедительных выводов о патогенном действии этих полей .

В обзоре были рассмотрены проблемы, связанные с использованием и воздействием на биологические объекты электромагнитного излучения частотой 300 кГц-300 ГГц. Для стандартизации оценок воздействия для частот >300 МГц авторами рекомендовано использовать единицы плотности мощности, для частот 300 кГц-300 ГГц – единицы напряжённости электрического и магнитного полей. Специфическая скорость поглощения и время экспозиции являются характеристиками объекта облучения. Для человека максимум специфической скорости поглощения зарегистрирован при 70 МГц (при обычных размерах тела). В экстремальных условиях специфическая скорость поглощения 1-4 В/кг и частота воздействия 70 МГц сопровождается повышением температуры поверхности тела на 2°С в течение 1 ч. Автором рассмотрены основные механизмы воздействия радиоизлучения на живые организмы, в т.ч. магнитная стимуляция, как один из примеров нетермического воздействия на нервную и мышечную ткань. Ответы на воздействие электромагнитного излучения частотой 300 кГц-300 ГГц зарегистрированы на уровне поведенческих реакций, эндокринных сдвигов, на клеточном, субклеточном и молекулярном уровнях.

Переменные электрические токи частотой 50 и 60 Гц постоянно присутствуют в окружающей человека среде. Переменные электромагнитные поля (ПеМП), образующиеся от этих токов индуцируют в теле человека слабые электрические потоки. Многочисленными исследованиями показано, что ПеМП оказывают различные слабые эффекты на организм: нарушают циркадные ритмы, изменяют уровни пролиферации клеток, угнетают функции лимфоцитов, модифицируют активность ферментов, изменяют функции мембран клеток. Все эти изменения могут быть предпосылками к возникновению опухолей. Показано, что у лиц, профессионально связанных с высокими уровнями ПеМП на 20% повышен риск лейкозов. У детей, проживающих вблизи линий электропередач риск развития также выше. Вместе с тем эпидемиологические работы противоречивы и чётко не доказывают этиологической роли ПеМП в возникновении опухолей у человека.

При проведении 4-летних терапевтических и неврологических обследований (1982-1985 гг.) служащих станций распределения, работающих в условиях электрического поля 400 и 220 кВ, установлено, что у них несколько чаще, чем среди других групп населения встречаются невротический синдром и небольшие изменения ЭЭГ. Скорость проведения по периферическим двигательным нервам нервных импульсов не отличалась от нормы . При обследовании мужчин-регулировщиков аппаратуры коротковолнового диапазона (3-30 МГц) в возрасте от 20 до 50 лет и со стажем работы от 2 до 30 лет показано , что биологические эффекты модулированных ЭМП на головной мозг работников начинают проявляться при стаже работы более 10 лет. Адаптация обследуемых к радиоволновому воздействию происходила на фоне высокой активности правого полушария. Амплитудно-частотные параметры биоэлектрической активности головного мозга основной и контрольной групп не отличались, однако с увеличением профессионального контакта с радиоволнами функциональная активность структур правого полушария снижалась, что свидетельствовало об уменьшении адаптивных резервов мозга.

Результаты исследований свидетельствуют о сильном влиянии электромагнитных излучений от сотовых телефонов на ткани головного мозга. Низкоэнергетические радио- и микроволновые излучения способны изменять внутриклеточные биохимические процессы. Это может вызывать изменение тканей и функций мозга, что является в некоторых случаях предваряющими этапами канцерогенеза и ослабления общего иммунитета организма . Европейские организации рекомендуют для сотовых телефонов предельную норму SAR (см. выше) 2 мВт/г.

Исследовано влияния излучения видеодисплеев на частоту спонтанных абортов у женщин . Общая выборка составила 214108 женщин в возрасте от 15 до 44 лет, число беременностей 24362, из них спонтанными абортами закончились 2248 или 9,2%. Авторы не выявили влияния работы с видеодисплеями на частоту спонтанных абортов.

Предельно допустимый уровень облучения в диапазоне ВЧ составляет 20 В/м. При обследовании 80 рабочих предприятия, в технологическом процессе которого использовались высокочастотные токи, было установлено 5-7-кратное превышение допустимого уровня. У большинства работников, находящихся в радиусе действия ВЧ-токов, проявлялась нейроциркуляторная дистония разной степени выраженности .

Результаты исследований биологической активности электромагнитных полей низких и сверхнизких частот к началу 90-х годов были в высшей мере противоречивы. Ряд работ отмечает отсутствие специфического вреда от электрических и магнитных полей промышленных частот (см., например, ). Вместе с тем, накопленных к началу 90-х годов данных было достаточно для демонстрации достоверной связи между воздействием электромагнитных полей сверхнизких частот и развитием рака у человека . В обзорах показано, что для людей, профессионально связанных с электрооборудованием, риск смерти от острого лейкоза возрастает в 2,6 раза; у людей, подверженных воздействию неионизирующего облучения опасность заболевания раком увеличивается в 4 раза; от 10 до 15% заболеваний раком в детском возрасте связано с электрическими полями в жилище. Использование зимой одеял с электроподогревом вызывает увеличение выкидышей у женщин по сравнению с летними месяцами.

Необходимость установления предельно допустимых величин силы электрических, магнитных и электромагнитных полей, действующих на человека, и методические подходы решения этой проблемы показаны во многих работах . Для обоснования дифференцированных по диапазону частот гигиенических нормативов электромагнитной энергии для населения, проживающего в местах размещения телевизионных передающих станций, на белых крысах было проведено исследование биологических эффектов электромагнитной энергии очень высокой частоты . Уровень напряжённости электромагнитного поля в эксперименте был равен 96, 82, 48 и 14 В/м. Общая продолжительность облучения электромагнитным полем составила 120 суток. В результате эксперимента было показано, что максимальный недействующий уровень напряженности поля частотой 80 и 202 МГц для крыс равен 20,2 и 8,4 В/м соответственно.

Действующие в СССР уровни допустимого облучения определены ГОСТ 12.1.006-76 «Электромагнитные поля радиочастот. Общие требования безопасности». Нормируемыми параметрами в диапазоне частот 60 кГц -300 МГц являются напряженности Е и Н электромагнитного поля. Объясняется это тем, что вокруг источника на значительные расстояния простирается зона индукции R < или = λ/6), в которой человек находится под воздействием практически независимых друг от друга электрической и магнитной составляющих электромагнитного поля. В диапазоне 300 МГц-300 ГГц нормируется плотность потока энергии (ППЭ) (Вт/м), так как зона индукции находится у самого источника (длина волны, им излучаемая, очень маленькая), поэтому человек около такого источника находится в зоне излучения, поле в которой сформировано и определяется в основном плотностью потока энергии.

Нормирование постоянных магнитных полей производится по СН 1748-72 «Предельно допустимые уровни напряженности постоянного магнитного поля на рабочем месте при работе с магнитными устройствами и магнитными материалами». Согласно ГОСТ 12.1.002-75 «Электрические поля токов промышленной частоты напряжением 400 кВ и выше. Общие требования безопасности» облучение электрическим полем регламентируется как по величие напряженности, так и по продолжительности действия.

Считают, что ЛЭП с напряжением 420 кВ не опасны для здоровья людей, живущих вблизи них. Электрические поля до 20 кВ/м 2 и магнитные поля до 0,3 Т не опасны для здоровья при изолированном или комбинированном их действии на человека. Для статических магнитных полей дозу рекомендуется ограничить 0,2 Т на 60 мин и 0,02 Т на более продолжительное время . Основываясь на данных собственных исследований, а также на опубликованных результатах других исследователей Р. Хауф пришёл к выводу, что электрические поля до 20 кВ/м 2 и магнитные поля до 5 мТ не оказывают никакого влияния на здоровье и самочувствие человека. При этом подчёркивается, что величины электрических и магнитных полей, с которыми сталкивается человек в процессе трудовой деятельности значительно ниже вышеуказанных. По нормам ФРГ, утвержденным в 1986 г., считаются длительно допустимыми напряжённость 20 кВ/м 2 и индукция 5 мТл, а кратковременные значения на 50% больше .

Указанные выше нормы основаны на анализах, исключительно физиологических параметров и совершенно не учитывают возможных генетических последствий воздействия ЭМП. Кроме того, все эти нормы составлены при анализе физиологических эффектов изолированного действия ЭМП. Однако в среде, окружающей человека, помимо ЭМП одновременно присутствует большое количество других физических и химических факторов, при взаимодействии с которыми может проявляться синергидный эффект некоторых из них. Эти возможные синергидные эффекты пока гигиеническими нормативами не учтены.

Принимая во внимание широкую распространённость ПеМП, их влияние на живые организмы требует дальнейшего изучения.

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.

В мире широко используется около 60 тыс. химических веществ, и пишет несколько сотен из них достаточно полно исследованы. (Из доклада Международной комиссии по окружающей среде «Наше общее будущее» (1989)).

Часть биосферы, охваченная влиянием деятельности человека, ее технических средств, объектов, работающих или строящихся, называется техносферой. Она начала формироваться в XVIII-XIX вв. одновременно с бурным развитием науки и техники и до второй половины XX в. стала силой планетарного масштаба. Это связано с активизацией деятельности человека и появлением новых факторов негативного воздействия на природу: развитие атомной энергетики, разработка новых видов вооружений, химизация сельского хозяйства, дальнейшее развитие всех видов транспорта, горнодобывающей, металлургической промышленности, машиностроения и освоения космического пространства. В результахі увеличилось загрязнения всех компонентов окружающей среды - воздуха, воды, почвы, продуктов питания. В биосфере начались процессы миграции веществ, вызванных производственной деятельностью человека, образовался третий вид круговорота веществ в природе (кроме геологического и биологического) - технологический. Возникла необходимость детально изучать, классифицировать различные техногенные загрязнения окружающей среды, предвидеть их, уметь предотвращать, уменьшать, нейтрализовать, наконец, бороться с последствиями различных негативных действий человека на природу. Это обусловило развитие многих новых направлений в сфере прикладной экологии, которые обобщенно называют «техноекологією».

Основные техногенные загрязнители природной среды - это различные газы, газообразные вещества, аэрозоли, пыль, которые выбрасываются в атмосферу объектами энергетики, промышленности и, радиоактивные, магнитные и электромагнитные, тепловые излучения и поля, шумы и вибрации, «обогащенные» вредными химическими соединениями промышленные стоки, коммунальные и бытовые отходы, химические вещества (прежде всего пестициды и минеральные удобрения), в огромном количестве используются в сельском хозяйстве, нефтепродукты.

Сегодня загрязняют окружающую среду более чем 7 тыс. химических соединений, выделяемых в процессе промышленного производства, многие из которых - токсичные, мутагенные и канцерогенные.

К наиболее распространенных и опасных загрязнителей воздуха принадлежат диоксид азота, бензол, воды - пестициды, нитраты (соли азотной кислоты), почвы - полихлорированные дифенилы, соляная кислота. Количество техногенных загрязнителей сейчас огромная и, к сожалению, продолжает расти. Особую опасность представляют тяжелые металлы, которые все в большем количестве накапливаются в почве, воде и продуктах питания.

Ежегодно в результате сгорания топлива в атмосферу планеты выбрасывается примерно 22 млрд. т диоксида углерода и 150 млн. т сернистых соединений; мировая промышленность сбрасывает в реки свыше 160 км3 вредных стоков; в почву вносится около 500 млн. т минеральных удобрений и 4 млн. т пестицидов. За последние 50 лет использования минеральных удобрений увеличилось в 45 раз, а ядохимикатов - в 10 раз, и хотя урожайность при этом повысилась только на 15 - 20%, однако во много раз возросла загрязненность природных вод, почв и продуктов питания.

В самом общем виде загрязнители и загрязнения окружающей среды классифицируются так:

По происхождению - механические, химические, физические, биологические; материальные, энергетические;

По продолжительности действия - стойкие, неустойчивые, напівстійкі, средней устойчивости;

По воздействию на биоту - прямого и непрямого действия;

По характеру - преднамеренные (запланированные), сопутствующие, аварийно-случайные.

Механические загрязнители - это разные твердые частицы или предметы (выброшены как ненужные, отработанные, неиспользованные) на поверхности Земли, в почве, воде, в Космосе (пыль, обломки машин и аппаратов).

Химические загрязнители - твердые, газообразные и жидкие вещества, химические элементы и соединения искусственного происхождения, которые поступают в биосфере и нарушают естественные процессы круговорота веществ и энергии (особо опасные - химическое оружие).

Физические загрязнения - это изменения тепловых, электрических, электромагнитных, гравитационных, световых, радиационных полей в природной среде, шумы, вибрации, которые создает человек.

К материальным принадлежат различные атмосферные загрязнения, сточные воды, твердые отходы, к власти - тепловые выбросы, шумы, вибрации, электромагнитные поля, ультразвуковое, инфразвуковое, световое, лазерное, инфракрасное, ультрафиолетовое, ионизирующее, электромагнитное излучение.

К устойчивых принадлежат загрязнители, которые долго хранятся в природе (пластмассы, полиэтилены, некоторые металлы, стекло, радиоактивные вещества с большим периодом полураспада и т.п.).

Неустойчивые загрязнители быстро разлагаются, растворяются, нейтрализуются в природной среде под влиянием различных факторов и процессов.

Преднамеренные загрязнения - это умышленные (запрещены) противозаконные выбросы и сбросы вредных отходов производства в водные объекты, воздух и на земельные участки, целенаправленное уничтожение лесов, пастбищ, перевилов рыбы, браконьерство, образования карьеров, неправильное использование земель, природных вод и т. д.

Сопутствующие загрязнения - это постепенные изменения состояния атмосферы, гидросферы, литосферы и биосферы в отдельных районах, регионах планеты в целом в результате деятельности человека (спустелювання, высыхания болот, исчезновение малых рек, появление кислотных дождей, парникового эффекта, разрушение озонового слоя).

Ниже приведены краткие характеристики наиболее распространенных и опасных загрязнителей окружающей среды.

Оксид углерода (СО), или угарный газ не имеет цвета и запаха, образуется в результате неполного сгорания каменного угля, природного газа, древесины, нефти, бензина. Если в воздухе содержится 1% СО, то это уже негативно влияет на биоту, а 4% для многих видов является летальной дозой. Один автомобиль выбрасывает в воздух около 3,65 кг СО за сутки; плотность потоков автомобилей на основных магистралях Киева достигает 50-100 тыс. машин в сутки, ежечасный выброс в воздух СО составляет 1800-2000 кг.

Оксиды азота, что в 10 раз опаснее для человека, чем СО, выбрасываются в воздух преимущественно предприятиями, которые производят азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, целлулоид, вискозный шелк, а также топливными агрегатами ТЭС и ТЭЦ, металлургическими заводами и вызывают образование кислотных дождей. На территориях, граничащих с основными автомагистралями Киева (10-30 км), концентрации NО2 в 10 - 30 раз превышают предельно допустимые (ПДК), бензпиренов - в 3-10 раз.

Аммиак (МН3), который применяется для производства, в частности азотной кислоты, раздражает дыхательные пути людей и животных.

Вредные (ароматические углеводороды, парафины, нафтени, бензпірени) содержатся в выхлопных газах автомобилей (несовершенство процессов сгорания бензина в цилиндрах двигателей), картерных газов, випарах бензинов. Очень вредные также сажа (поскольку хорошо адсорбирует загрязнители), ненасыщенные (олефінові) углеводороды (этилен и другие), которые составляют 35% от общего количества углеводородных выбросов и является одной из причин образования смого - фотохимических туманов в городах-гигантах. В выхлопных газах автомобилей содержится около 200 вредных компонентов, наиболее опасные из которых - бензпірени, оксиды азота, соединения свинца и ртути, альдегиды.

Диоксид серы (SО2), или сернистый газ, выделяется во время сгорания топлива с примесью серы (уголь, нефть), переработки сернистых руд, горения терриконов, выплавки металлов.

Триоксид серы (SО3), или серный ангидрид, образуется в результате окисления SО2 в атмосфере во время фотохимических и каталитических реакций и есть аэрозолем или раствором серной кислоты в дождевой воде, которая окисляет грунты, усиливает коррозию металлов, разрушение резины, мрамора, известняка, доломитов, вызывает обострение заболеваний легких и дыхательных путей. Накапливается в районах химической, нефтяной и металлургической промышленности, ТЭЦ, цементных и коксохимических заводов. Крайне вредный для растений, поскольку легко усваивается ими и нарушает процессы обмена веществ и развитию.

Сероводород (Н2S) и сероуглерод (СS2) выбрасываются в воздух отдельно и вместе с другими сернистыми соединениями, но в меньших количествах, чем SО2, предприятиями, которые производят искусственное волокно, сахар, а также нефтеперерабатывающими и коксохимическими заводами. Характерный признак этих загрязнителей - резкий, неприятный, раздражающий запах. Имеют высокую токсичность (в 100 раз более токсичны, чем SО2). В атмосфере Н2S медленно окисляется до SО3. Попадает в атмосферу также в районах деятельности вулканов. Кроме того, в естественных условиях сероводород - это конечный продукт сульфатредукуючих бактерий - на дне болот и рек, озер, морей и даже в канализационных системах.

Соединения хлора с другими элементами концентрируются вокруг химических заводов, которые производят соляную кислоту, пестициды, цемент, суперфосфат, уксус, гидролизный спирт, хлорная известь, соду, органические красители и т.д. В атмосфере содержатся в виде молекулярного хлора и хлористого водорода.

Соединения фтора с другими элементами накапливаются в районах производства алюминия, эмали, стекла, керамики, фарфора, стали, фосфорных удобрений. В воздухе они содержатся в виде фтористого водорода (НР) или пылеватого флюорита (СаР2). Соединения фтора чрезвычайно токсичны, к ним очень чувствительны насекомые. Фтор накапливаются в растениях, а через растительный корм - в организме животных.

Свинец (PB) - токсичный металл, который содержится в выхлопных газах автомобилей, свинцовых красках, материалах покрытий, изоляций электрокабелей и водопроводов, различных прокладок и др.

В организме человека содержится в среднем около 120 мг свинца, который распределен по всем органах, тканях, костях. С костей он выводится очень медленно (десятки лет)! Органические соединения свинца поступают в организм человека через кожу, слизистые оболочки, с водой и пищей, а неорганические - дыхательными путями. Сегодня житель большого города ежедневно вдыхает около 20 м3 воздух с выхлопными газами, к компонентов которых принадлежит свинец, получает его с пищей (до 45 мкг), и в организме задерживается до 16 мкг свинца, который проникает в кровь и распределяется в костях (до 90%), печени и почках. Иногда общее количество свинца в организме горожанина составляет 0,5 г и более, тогда как его ПДК в крови - 50-100 мкг/100 мл.

Кадмий (Сd) - одна из самых ядовитых веществ. Его ПДК - 0,001 мг/л.

Так, в 1956 г. в Японии тяжелое заболевание костей, известное как итай-итай, было вызвано хроническим отравлением людей кадмием, что содержался в рисе. Этот рис выращивался неподалеку горнодобывающего комбината, который сильно загрязнял окраине отходами с содержанием кадмия. В организм японцев, которые жили поблизости, ежедневно поступало до 600 мкг этого яда!

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в настоящее время в США ежесуточно в организм взрослого человека попадает почти 50-60 мкг кадмия, в Швеции - 15-20, в Японии - до 80 мкг. Спасает только то, что основная масса кадмия выводится из организма очень быстро, а остается всего около 2 мкг (за сутки). Повышенное содержание кадмия наблюдается в морских фосфоритах, морских растениях и костях рыб, в некоторых полиметаллических рудах. Накапливается он в золе во время сжигания мусора на свалках.

Ртуть (Вс) - высокотоксичный вещество, особенно ртутьорганические соединения - метилртуть, етилртуть и др. В окружающую среду попадает из отработанных люминесцентных ламп, аккумуляторов и др.

«Новые» загрязнители, изобретенные человеком, которых природа раньше не знала и не имела времени подготовить к ним экосистемы, по своим физико-химической структурой чужие всему живому и не могут перерабатываться, втягиваться в обменные процессы. В таких опасных загрязнителей принадлежат поліхлорбіфеніли (ПХБ), полібромні бифенилы (ПББ), полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) - их производят более 600 видов, нитрозоамины, вінілхлориди (содержатся в различных пленках, полиэтиленовых пакетах, пакетах, трубах), почти все синтетические стиральные порошки. Большинство из этих веществ являются канцерогенными, они влияют на генетический аппарат человека. Скрытый период болезни (а это очень опасно!) от отравления такими веществами составляет 10-15 лет/

Если не принять срочных мер к уменьшению загрязнений окружающей среды, то, по расчетам специалистов, через 50 лет, несмотря на рост производства, содержание оксида железа в почвах и водах планеты удвоится, соединений цинка и свинца увеличится в 10 раз, ртути, кадмия, стронция - в 100, арсену (мышьяка) - в 250 раз!

Важно подчеркнуть: в современных условиях атмосферный воздух, воды, почвы в то же время загрязняются несколькими вредными веществами. Каждая из них, взятая отдельно, может иметь концентрацию меньше ПДК (то есть не представляет опасности для здоровья), но совокупное действие всех загрязнителей дает сильный негативный эффект, как и в случае, когда гораздо превышается ПДК какого-нибудь токсиканта. Это явление называют эффектом суммирования действия вредных веществ, или синергическим эффектом. Примером может быть совокупная сильная негативная действие диоксида серы, сероводорода, фенола, ацетона и ацетальдегида и винилацетата, диоксида азота и формальдегида, сернистого газа и диоксида азота, смеси сильных кислот (НС1, Н2SO4, Н2РО3), метанола и этанола, «умеренной» радиации и некоторых тяжелых металлов, радиации и пестицидов, радиации и шума.

Методы определения качества и объемов загрязнений. Для выяснения степени загрязнения окружающей среды и воздействия того или иного загрязнителя (полютантов, токсиканта) на биоту и здоровья человека, оценки вредности загрязнителей и степени их опасности, проведение экологических экспертиз окружающей среды в пределах районов, регионов или отдельных объектов Сегодня во всем мире используют такие понятия, как предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ, предельно допустимые выбросы (ПДВ) и сбросов (ПДС), предельно допустимые экологические нагрузки (ГДЕН), степень экологической устойчивости ландшафта (СЕВЛ), максимально допустимый уровень загрязнения (МДРЗ), кризисная экологическая ситуация (КЕС), санитарно-защитные зоны (СЗЗ) и др.

Предельно допустимые концентрации определяются основными санитарными инспекциями в законодательном порядке или рекомендуются соответствующими учреждениями, комиссиями на основании результатов сложных комплексных научных исследований, лабораторных экспериментов, а также сведений, добытых во время и после различных аварий и катастроф на производствах, войн, стихийных бедствий, с использованием материалов длительных медицинских наблюдений на вредных предприятиях.

Используют два нормативы ПДК вредных веществ:

1) максимальная разовая доза, которая не вызывает рефлекторных реакций у человека;

2) среднесуточная ПДК - максимальная доза не вредна для человека в случае длительной (в течение месяцев, лет) действия.

По данным ВОЗ, в чистом и здоровом окружающей среде производительность труда повышается на 10-15%. Человеку, который находится в зеленой зоне, для восстановления сил после тяжелого рабочего дня нужно на 60% меньше времени, чем в индустриальном городе.

В Украине состояние окружающей среды контролируется несколькими ведомствами. Основной контроль осуществляется Министерством экологии и природных ресурсов, Министерством здравоохранения, санитарно-эпидемиологическими службами, гідрометслужбою и их распределению в областях и районах, а дополнительный контроль - службами коммунального хозяйства, рыбнадзора, геологии и охраны недр, обществами охраны природы, «зелеными» организациями.

В основу нормирования всех загрязнителей возложено определение ПДК в различных средах. В нормативных документах разных стран ПДК загрязнителей в воде, воздухе и фунтах, к сожалению, часто отличаются, хотя и несущественно (за редким исключением, например, нормы содержания диоксинов).

ПДК полютантов - это такой его содержимое в природной среде, за которого не снижается работоспособность и не ухудшается самочувствие людей, не наносится вред их здоровью в случае постоянных контактов, а также отсутствуют нежелательные негативные последствия для потомков.

Определяя ПДК, учитывают не только степень влияния полютантов на здоровье людей, а также и его действие на домашних и диких животных, растения, грибы, микроорганизмы и природные группировки в целом.

Новейшие исследования свидетельствуют, что нижних безопасных пределов воздействия канцерогенов и ионизирующей радиации нет. Любые дозы, превышающие обычный природный фон, вредные.

При наличии в воздухе или воде нескольких загрязнителей их совокупная концентрация не должна превышать единицу (1).

Для определения максимальной разовой ПДК используют различные высокочувствительные тесты, с помощью которых обнаруживают минимальные воздействия загрязнителей на здоровье человека в случае кратковременных контактов (измерения биопотенциалов головного мозга, реакции глаза и т.п.). Для выяснения последствий длительных воздействий поллютантов проводят эксперименты на животных, используют данные наблюдений во время эпидемий, аварий, добавляя к определенного предельного значения коэффициент запаса, который снижает ПДК еще в несколько раз.

Для различных сред значение ПДК одних и тех же токсикантов разные, как и максимальные разовые и среднесуточные ПДК одних и тех же загрязнителей.

На сегодня определено около 3 тыс. ПДК для загрязнителей воды (около 1500), воздуха (около 1000) и грунтов (около 300), что чаще всего случаются в окружении человека, хотя необходимо знать по крайней мере 20 тыс. ПДК различных загрязнителей, которые производит человек и которые негативно влияют на здоровье и существования.

Если лягушку бросить в сосуд с горячей водой, она будет пытаться выпрыгнуть оттуда резким скачком. И когда посадить лягушку в сосуд с холодной водой и медленно ее нагревать, лягушка погибнет, не заметив постепенного роста температуры... Как бы нам не оказаться в положении лягушки, что не заметила перегрева. (О. В. Яблоков).

Для всех объектов, загрязняющих атмосферу, исчисляют и внормовують предельно допустимые выбросы, то есть количество вредных веществ, которая не должна быть перевищеною во время выбросов в воздух за единицу времени, чтобы концентрация загрязнителей воздуха вокруг объекта (на границе санитарной зоны) не превосходила установленной ПДК. Для того чтобы, по закону об охране окружающей среды, контролировать качество дымогазовых выбросов различных предприятий и объектов, осуществляются обязательная инвентаризация всех источников загрязнения атмосферы, их экологическая паспортизация и периодическая экологическая экспертиза. Проверяется соответствие утвержденным экологическим стандартам размеров санитарно-защитных зон (их пять классов - шириной от 5-50 до 1000 м и более, в зависимости от степени опасности токсикантов, которые выбрасываются предприятием), их состояния, состояния очистных установок, эффективности их работы и т.д.

Оценивая экологические ситуации при составлении экологических карт, используют такие понятия, как экологическая нагрузка, уровень техногенной нагрузки.

Различают несколько видов экологических ситуаций: критические (кризисные), сложные, умеренной сложности, близкие к нормальным (изначально негативные) и нормальные (условно нормальные).

Например, кризисные экологические ситуации сложились в 30-километровой зоне вокруг Чернобыльской АЭС, в Аральском и Азовском морях, городах Нижний Тагил, Ангарск, Кемерово,

Єреван, Днепропетровск, Днепродзержинск, Лисичанск, Луганск. В сложных экологических ситуациях находятся Москва, Киев, Ялта, Одесса, Кривой Рог, Никополь, большинство областных центров Украины и др.

Близкие к нормальным экологические ситуации состоят в районах, где концентрация промышленности и населения на 1 км2 ландшафта наименьшая, а природные ресурсы исчерпаны на 40-50% (Карпаты, Полесье).

Ш Контроль, вибрационных и шумовых электромагнитных загрязнений. Под шумом понимают все неприятные и нежелательные звуки и их сочетания, которые мешают нормально работать, принимать необходимые звуковые сигналы, отдыхать. Шум - одна из форм физического (волнового) загрязнения природной среды. Адаптация к нему практически невозможна. Шумовое загрязнение подлежит обязательному жесткому контролю.

Звуковые волны, или звук, - это механические колебания, которые распространяются в твердых, жидких и газообразных средах. К важнейших физических характеристик звука относятся: скорость, звуковое давление, интенсивность звука и его спектральный состав. В связи со слуховыми ощущениями, вызываемыми слышимыми звуками, пользуются такими характеристиками, как громкость звука, его высота и тембр.

Интенсивность, или сила, звука определяется изменением звукового давления в окружающей воздушной среде (это энергетическая характеристика), а громкость звука, то есть мера силы слухового ощущения, зависит также и от частоты звука. Звуковой диапазон частоты, который воспринимает ухо человека, составляет 16 Гц-20 кГц (слышен звук). Звуковые колебания с частотой ниже 16 - 20 Гц, называют інфразвуковими выше 20 кГц - ультразвуковыми.

Спектр - это составляющие звука, простые гармоники колебаний, которые имеют определенную частоту, фазу и амплитуду.

Уровень звукового давления выражает совокупный давление сложных звуков, а октавные слуховые уровне определяют часть различных частотных полос спектра.

Для определения уровня звукового давления разработан логарифмическую шкалу, каждая ступень которой соответствует изменению интенсивности шума в десять раз и называется белом (Б) в честь изобретателя телефона американского ученого А. Белла. На практике используют удобную единицу - децибел (дБ), которая в десять раз меньше белла. Для измерения интенсивности шума разработаны специальные приборы - шумомеры.

Увеличение какой частоты вдвое воспринимается нами как повышение тона звука на определенную величину (октаву). Обычный разговор между людьми ведется в пределах частот 250 Гц-10 кГц и интенсивности звука примерно 30-60 дБ.

Как и для химических загрязнителей, установлены нормативы шумов. Допустимым считается такой шум, длительное действие которого не влечет за собой снижение остроты восприятия звука и обеспечивает удовлетворительную розпізнаваність языка на расстоянии 1,5 м от того, кто говорит. Допустимые пределы в разных языках составляют 45-85 дБ.

Нормирован также шумовые характеристики мест обитания людей. Например, рекомендуются следующие диапазоны звукового давления внутри помещений: для сна, отдыха - 30-45 дБ; для умственного труда - 45-55; для лабораторных исследований, работы с персональным компьютером - 50-65; для производственных цехов, магазинов, гаражей - 56-70 дБ.

Шум тем опаснее, чем выше тональность звуков. Так, низкочастотные шумы даже до 100 дБ особого вреда органу слуха не наносят, а высокочастотные становятся опасными уже при уровне 75-80 дБ.

В последнее время проблеме шума придают большого веса. Есть много способов борьбы с ним: использование шумопоглощающих экранов, фильтров, материалов, изменение технологии производства, внедрение бесшумных механизмов и деталей, смена режима, динамики и особенностей транспортных потоков в городах.

Вибрации - это механические колебания, возникающие во время работы различных технических устройств, узлов, агрегатов. В технике различают полезную и вредную вибрации. Полезная вибрация возбуждается умышленно специальными вибрационными машинами и используется, например, во время укладки бетона, трамбовки, штамповка и т. д. Вредная вибрация возникает спонтанно, во время циклической работы любых механизмов.

Значение вибраций как фактора загрязнения природной среды зависит от их мощности и частоты. Слабые вибрации заметного вреда биоте и окружающей среде не наносят. Наоборот, в некоторых случаях они стимулируют развитие растений и животных, используются в медицине (например, во время массажа). Сильные вибрации, как вредные, так и полезные, с технической точки зрения, негативно влияют на окружающую среду и биоту, в том числе и на человека.

Электромагнитные поля.

Интенсивное развитие электроники и радиотехники привел к загрязнению природной среды электромагнитными излучениями. Главный их источник - радио -, телевизионные и радиолокационные станции и центры, высоковольтные линии электропередач и подстанции, электротранспорт, телевизоры и компьютеры (особенно - телевизионные залы, студии, компьютерные центры, где сосредоточено много этой техники).

В последние годы в странах, где очень широко используется теле - и компьютерная техника, заметно возросла заболеваемость лиц, которые в течение длительного времени работали с ней. Поэтому пересматриваются и ужесточены нормативы режима работы, применяются специальные защитные экраны, сетки и т.д. И, несмотря на это, оказывается все больше данных о различные негативные действия компьютеров на здоровье человека, которые необходимо изучать, нормировать и обязательно учитывать в будущем. В частности, персональные ЭВМ и видеотерминалы - это источник мягкого рентгеновского, ультрафиолетового, инфракрасного, электромагнитного излучений. Кроме того, ЭВМ - источник образования магнитных полей и, в случае длительной работы, - значительной ионизации воздуха.

II Экологический мониторинг. В связи с увеличением отрицательного влияния на окружающую среду всех видов человеческой деятельности в последние годы возникла потребность в организации периодических и непрерывных долгосрочных наблюдений, оценок положения в целом. Контролируются экологические условия как вокруг отдельных объектов-загрязнителей, так и в пределах районов, регионов, континентов, всей планеты. Сложилась целая система таких исследований, наблюдений и операций, которую назвали экологическим мониторингом.

Основная цель мониторинга - объективная оценка состояния окружающей среды, его составляющих в пределах исследуемых территорий, чтобы в зависимости от этой оценки принимать правильные решения относительно охраны природы, рационального использования ее ресурсов.

В 1975 г. под эгидой ООН создан глобальную систему мониторинга.

Важнейшие вопросы экологического мониторинга:

За чем наблюдать (за какими объектами, геосистемами, екоситемами, элементами геосфер или техносферы)?

Как наблюдать (которые метоли, масштабы наблюдений, средства)?

Когда наблюдать (природные или техногенные циклы, ритмы, явления отслеживать, в какие периоды суток, месяца, года)?

Какие основные экологические параметры фиксировать (какие типы загрязнителей, их концентрации в воздухе, воде, почве)?

Какие выводы относительно улучшения экологической ситуации можно сделать?

Сегодня под экологическим мониторингом (от лат. топііог - что предупреждает, остерегает) понимают систему наблюдений, оценки и контроля состояния окружающей среды для выработки мер по его защите, рациональное использование природных ресурсов, прогнозирования критических экологических ситуаций и предотвращения им, прогнозирования масштабов возможных изменений.

Организация, накопление, обработка и распространение данных мониторинга должны обеспечить необходимой информацией для решения управленческих задач на разных уровнях - от отдельного объекта (химического завода, животноводческой фермы, аэродрома и т. д.) до большого региона или всей планеты, потому что все три уровня связаны между собой.

Данные экологического мониторинга становятся эффективным инструментом охраны природы только в том случае, если они доступны широким массам населения благодаря средствам массовой информации (это подтверждает опыт Германии, США, Швеции, Японии, Норвегии и других стран).

Данные мониторинга должны помогать в поиске путей оптимизации взаимоотношений человека и природы.

На локальном уровне - это слежка за конкретными объектами, их ресурсо - и энергопотреблением, составу и объемам загрязнений окружающей среды, контроль за соблюдением законов об охране природы, по состоянию свалок, хранением минеральных удобрений и ядохимикатов, запрещенными (тайными) выбросами и сбросами отходов.

На региональном уровне (бассейны крупных рек, водохранилищ, географические или экономические районы или регионы) - это выявление путей миграции загрязняющих веществ (воздушные, водные), выяснения объемов токсикантов, что мигрируют, главных источников загрязнения среды в регионе, выбор постоянных станций экологического контроля, определения первостепенных экологических задач, составление региональных планов охраны природы.

На глобальном уровне - это наблюдение за состоянием озонового слоя, развитием парникового эффекта, формированием и выпадением кислотных дождей, по состоянию гидросферы планеты (особенно в случае аварий на морях и океанах), лесными пожарами, образованием и движением ураганов, песчаных бурь и других стихийных и техногенных катастрофических явлений глобального масштаба.

Станции слежения размещаются в экологически чистых районах.

Наблюдения за состоянием окружающей среды могут быть наземными (по непосредственного контакта) и с помощью самолетов, вертолетов, спутников, космических кораблей, метеорологических ракет. Они могут отличаться задачами, методиками, объемом работ, иметь химический, физический, биологический, комплексный характер, быть геологическим, географическим, медицинскими и т. д.

В настоящее время выполняются все виды экологического мониторинга на всех уровнях во всем мире. Международное сотрудничество помогает осуществлять глобальный экологический мониторинг, а его данные обрабатываются в специальных международных центрах и передаются для изучения и принятия решений в специальные экологические международные организации при ООН, правительствам крупнейших стран мира.

С 1991 г. в пределах Украины выполняется программа системного экологического мониторинга (СЭМ «Украина»), в которой принимают участие около 30 различных организаций нашей страны, в том числе институты Национальной академии наук Украины, Министерство экологии и природных ресурсов Украины, Министерство Украины по вопросам чрезвычайных ситуаций и по делам защиты населения от последствий чернобыльской катастрофы, Министерство здравоохранения и др.

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.