Причины загрязнения биосферы

Причины загрязнения биосферы

Содержание

Введение

1. Общая характеристика загрязнений естественного и антропогенного происхождения

2. Физическое загрязнение окружающей природной среды

3. Химическое загрязнение окружающей природной среды

4. Биологическое загрязнение биосферы

5. В результате каких процессов (по каким типам) происходит заболачивание земель?

. Задание

Заключение

Список литературы

Введение

Защита окружающей природной среды от деградации и загрязнения стала в настоящее время ключевой проблемой как для общества в целом, так и для каждой отдельной семьи. Явный дефицит соответствующих знаний у большинства граждан приводит к неприемлемым крайностям. С одной стороны, часто наблюдается полное пренебрежение к экологической безопасности, с другой - преувеличенный страх и необоснованное отрицательное отношение ко многим видам производственной деятельности. Эти две негативные тенденции успешно питают друг друга в обществе. Вместе с тем многие факторы в быту и производстве, представляющие действительно серьёзную угрозу для природных экосистем и здоровья людей, остаются вне поля зрения и граждан, и администрации.

Многие из тех, кто публично выступает по проблемам охраны окружающей среды, проявляют полную неосведомлённость в этих вопросах и просто непонимание значения употребляемых ими слов. Очень характерный пример: употребление слова «экология» в значении «состояние окружающей среды». Можно, например, услышать: «У нас в городе плохая экология». Тот, кто так говорит, по-видимому, считает, что в городе плохая математика, если покупателя обсчитывают на рынке. Другой пример: даже в официальных документах можно встретить странный способ измерять уровень загрязнения тоннами выброса загрязняющих веществ независимо от их природы. Но выброс из заводской трубы одной тонны сернистого газа или диоксида азота практически не будет иметь значения, тогда как выброс одной тонны диоксина есть тяжелейшая экологическая катастрофа.

По токсическому действию диоксин превосходит сернистый газ примерно в 100 миллионов раз! Подобное положение приводит не только к неоправданным конфликтам в обществе, но и наносит прямой ущерб экономике и окружающей природной среде. Только экологическое образование, включающее основы рационального природопользования, и развитие системного экологического мировоззрения может помочь радикально решить эту проблему в долгосрочной перспективе.

Цель данной работы: дать общую характеристику загрязнений антропогенного и естественного происхождения.

1.  Физическое загрязнение.

2.       Химическое загрязнение.

.        Биологическое загрязнение.

В данной работе должны раскрыть:

)    понятия: «загрязнение», «естественное загрязнение», «антропогенное загрязнение», «ПДК», «биоаккумуляция», «биоконцентрирование»;

2)      последствия загрязнения;

)        понятие и виды физического загрязнения, их последствия;

)        классификацию вредных веществ, их последствия.

1. Общая характеристика загрязнений естественного и антропогенного происхождения

Загрязнение стало обыденным словом, наводящим на мысли об отравленных воде, воздухе, земле. Однако на самом деле эта проблема гораздо сложнее. Загрязнению невозможно дать простое определение, так как оно может включать в себя сотни факторов, связанных с самыми разными источниками.

Загрязнение - это:

·   любые изменения воздуха, вод, почв или пищевых продуктов, оказывающие нежелательное воздействие на здоровье, выживаемость или деятельность человека;

·        неблагоприятное изменение нашего окружения, являющееся полностью или в основном побочным результатом деятельности человека;

·        привнесение в окружающую среду

·        еду или возникновение в ней новых, обычно нехарактерных физико-химических и биологических веществ, агентов, оказывающих вредные воздействия на природные

·        экосистемы и человека;

·        поступление любого вещества или материала в неположенное место. Значит, будучи полезными в одном месте, они вызывают загрязнение, когда выбрасываются или поступают туда, где никому не нужны, и могут нанести ущерб окружающей среде или здоровью человека.

Загрязнение - это нормальные побочные продукты жизнедеятельности человека как чисто биологического вида и как социального, творческого существа. Они представляют собой органические и неорганические отходы метаболизма и пищеварения, а также деятельности по выращиванию и защите урожая, обогреву дома, производству одежды, овладению атомной энергией… Решить эту проблему невозможно простым устранением ее причин, так как, пока существует человек, будут и побочные продукты его жизнедеятельности.

Действительно, каждый организм в естественной экосистеме производит потенциально загрязняющие среду отходы. Устойчивость экосистемы обусловлена тем, что отходы одних организмов становятся пищей и / или «сырьем» для других. В сбалансированных экосистемах отходы не накапливаются до уровня, вызывающего «неблагоприятные изменения», а разлагаются и рециклируются.

Однако человек часто стал превышать способность природы растворять и разлагать вещества. Мы научились получать нужные нам продукты из различного сырья новыми способами. Тысячи синтетических материалов заменяют нам природные продукты.

Всего в мире в повседневном пользовании находятся около 70 тыс. различных синтетических химических веществ. Каждый год к ним добавляются 1500 новых. Мы мало знаем о потенциально вредном воздействии 80% этих новых химических веществ на людей, животных и растения. По данным Агентства охраны окружающей среды, до 3500 из 70 тыс. химических веществ, находящихся в продаже, вредны или потенциально вредны для человека.

Последствия загрязнения. Загрязнение может иметь ряд нежелательных последствий:

·   неприятное и эстетически неприемлемое воздействие: неприятный запах и вкус, уменьшение видимости в атмосфере, загрязнение поверхности зданий и памятников;

·        нанесение ущерба имуществу: коррозия металлов, химическое и физическое разрушение материалов, использованных для возведения зданий и памятников, загрязнение одежды, зданий и памятников;

·        нанесение ущерба растительности и животному миру: снижение продуктивности лесов и продовольственных культур, вредное воздействие на здоровье животных, что приводит к их вымиранию;

·        вред для здоровья человека: распространение инфекционных заболеваний, раздражение и болезни дыхательных путей, изменения на генетическом уровне, изменение репродуктивной функции, раковые заболевания;

·        нарушение систем жизнеобеспечения на локальном, региональном и глобальном уровнях: изменение климата и снижение естественной скорости круговорота веществ и поступления энергии, необходимых для нормальной жизнедеятельности человека и других живых существ.

Факторы, определяющие тяжесть воздействия загрязняющих веществ:

1)  Химическая природа, т.е. насколько они активны и вредны для определенного вида растений и животных.

2)      Концентрация - содержание на единицу объема воздуха, воды и почвы.

)        Устойчивость - продолжительность существования в воздухе, воде и почве.

Загрязнения можно контролировать двумя способами:

)        Контроль на входе, препятствующий проникновению потенциального загрязнителя в окружающую среду или резко сокращающий его поступление. Например, примеси серы могут быть удалены из угля до его сжигания. Это предотвратит или резко снизит выбросы такого загрязнителя атмосферы, как диоксид серы, химического вещества, вредного для растений и нашей дыхательной системы.

Сокращение потерь вещества и энергии, использования веществ, без которых можно обойтись, - другой способ снизить поступление химических веществ и избыточного тепла в окружающую среду. Мы также можем повторно использовать или рециркулировать многие продукты деятельности человека, а не просто избавляться от них.

До сих пор большинство попыток контроля за загрязнением ограничивается контролем на выходе, сводясь скорее к лечению, а не к предотвращению болезни.

)        Контроль загрязнения на выходе направлен на ликвидацию отходов, уже попавших в окружающую среду. Проблемой такого подхого является то, что часто при удалении загрязняющего вещества из одного места оно проявляется в другом.

Выделяют естественное загрязнение, возникшее в результате мощных природных процессов (извержение вулканов, лесные пожары, выветривание и пр.), без какого-либо влияния человека; и антропогенное, являющееся результатом деятельности человека, иногда по масштабам воздействия превосходящее естественное. Различные типы загрязнения подразделяются на три основных: физическое, химическое и биологическое.

Рисунок 1. Типы загрязнений окружающей среды

Одна из классификаций загрязнений, основанная на системном подходе, сделана Г.В. Стадницким и А.И. Родионовым (1988). Авторы под загрязнением понимают любые нежелательные для экосистем антропогенные изменения и делят его на ингредиентное, параметрическое, биоценотическое и стациально-деструкционное.

Ингредиентное загрязнение - совокупность веществ, количественно или качественно чуждых естественным биогеоценозам (бытовые стоки, ядохимикаты и удобрения, продукты сгорания и т.д.).

Параметрическое загрязнение - изменение качественных параметров окружающей природной среды ( шумовое, тепловое, световое, радиационное, электромагнитное ).

Биоценотическое загрязнение - воздействия, вызывающие нарушения в составе и структуре популяций живых организмов (перепромысел, направленная интродукция и акклиматизация видов и т.д.).

Стациально-деструкционное загрязнение ( от слов стация - место обитания популяции, деструкция - разрушение) - воздействие, приводящее к нарушению и преобразованию ландшафтов и экосистем в процессе природопользования ( вырубка лесов, эрозия почв, зарегулирования водотоков, урбанизация и пр.).

Среди десяти главных загрязнителей биосферы называют следующие вещества:

Углекислый газ. Образуется при сгорании всех видов топлива. Увеличение его содержания в атмосфере приводит к повышению ее температуры, что чревато пагубными геохимическими и экологическими последствиями.

Окись углерода. Образуется при неполном сгорании топлива. Может нарушить тепловой баланс верхней атмосферы.

Сернистый газ. Содержится в дымах промышленных предприятий. Вызывает обострение респираторных заболеваний, наносит вред растениям. Разъедает известняк и некоторые ткани.

Окислы азота. Создают смог и вызывают респираторное заболевания и бронхит у новорожденных. Способствуют чрезмерному разрастанию водной растительности.

Фосфаты. Содержатся в удобрениях. Главный загрязнитель вод в реках и озерах.

Ртуть. Один из опасных загрязнителей пищевых продуктов, особенно морского происхождения. Накапливается в организме и вредно действует на нервную систему.

Свинец. Добавляется в бензин. Действует на ферментные системы и обмен веществ в живых клетках.

Нефть. Приводит к пагубным экологическим последствиям, вызывает гибель планктонных организмов, рыбы, морских птиц и млекопитающих.

ДДТ и некоторые другие пестициды. Очень токсичны для ракообразных. Убивают рыбу и организмы, служащие кормом для рыб. Многие являются канцерогенами.

Радиация. В превышено допустимых дозах приводит к злокачественным новообразованиям и генетическим мутациям.

Физическое загрязнение связано с изменением физических, температурно-энергетических, волновых и радиационных параметров внешней среды.

Тепловое загрязнение определяется влиянием тепловых полей на воздушную и водную среду. Отрицательное воздействие тепла на воздушную среду обнаруживается путем повышения тепловых градиентов температуры над городскими, сельскими агломерациями по сравнению с естественными природными экосистемами, что влечет за собой изменение энергетических процессов в атмо- и гидросфере в сельской и особенно городской местности. Так, тепловое воздействие проявляется в ухудшении режима земной поверхности ( термокарст, солифлюкация, наледи и др.) и условий жизни людей. Источниками теплового загрязнения в пределах городских территорий служат подземные газопроводы промышленных предприятий (140-160̊  ̊С), теплотрассы (50-150  ̊С), сборные коллекторы и коммуникации (35-45  ̊С) и т.д.

Отрицательное воздействие на гидросферу обозначается ростом температуры воды, приводящим к уменьшению растворимости кислорода, что снижает активность всего биоценоза водных систем, к снижению процессов естественной минерализации органического вещества в водных системах, провоцирует рост активности синезеленых водорослей, еще более снижающих количество кислорода в водной среде. Некоторые живые организмы весьма чувствительны к колебаниям температуры.

Шумовое загрязнение. Шум воздействует на человека и на производстве, и дома. Уровни шума, точнее уровни звукового воздействия, измеряются в децибелах (дБ) (рисунок 2).

Воздействие шума не проходит для организма бесследно; подобно яду, оно «накапливается» в нем. Кажущееся привыкание к чрезмерно громким звукам вовсе не исключает их вреда. Для человека практически безвреден шум в 20-30 дБ, 80 дБ - допустимая граница, 130 дБ вызывают болевые ощущения, а 150 - уже непереносимы. В средние века даже существовала казнь «под колоколом», звон которого убивал приговоренного.

Шум вредит не только слуху. Ряд исследователей доказывают, что шум способен повысить кровяное давление, причинить ущерб сердечно-сосудистой системе, вызвать образование язвы и даже, возможно, усилить предрасположенность к инфекционным заболеваниям. Излишний шум затрудняет усвоение материала учащимися, становится причиной раздражительности, утомления, снижения производительности труда, повышения числа несчастных случаев, ошибок и даже порой провоцирует антисоциальное поведение некоторых людей с повышенной возбудимостью.

Причем оказывается, что шум отрицательно воздействует не только на людей, но и на растения и животных. Растения замедляют рост. Цветы вянут. Птицы под воздействием сильного шума бросают гнезда, оставляя кладки и птенцов. У млекопитающих сильный шум приводит к изменению артериального давления, к нарушению работы сердца и даже его параличу. Крысы, например, перестают размножаться или съедают свой молодняк.

Шум также вызывает отрицательное воздействие на эмбрионы многих животных, поэтому для защиты от шума следует:

.        Строить автодороги в туннелях или закрывать их спецнадстройками.

.        При постройке домов учитывать, каково будет их расположение относительно автомобильных и железных дорог. Санитарно-защитная зона от жилых домов до продольной оси пути, например, железной дороги должна быть не менее 200 м, а в районах мостов - 300 м.

Рисунок 2. Шум от различных источников, дБ

3. 
Использовать зеленые насаждения как содействующие уменьшению интенсивности шума.

4.       При застеклении домов на шумных улицах использовать звукоизолирующие оконные конструкции, имеющие средний коэффициент звукоизоляции свыше 50 дБ.

.        В автомобилях звукопоглощающими материалами покрывать стенки, днище, багажник и место расположения двигателя. При этом шум уменьшается не только в салоне автомобиля, но и в окружающей среде.

Инфразвуковое загрязнение. Напомним, что органы слуха человека способны различать звуковые колебания частотой в среднем от 16 до 20 000 Гц.

Звуки меньшей, чем 16 Гц, частоты называются инфразвуком, а имеющие частоту более 20000 Гц - ультразвуком.

Причиной возникновения инфразвука в природных условиях служат волнение на море, штормовые ветра, сейсмические волны, громовые раскаты при грозе. Источниками инфразвука антропогенного происхождения являются взрывы, орудийные выстрелы, работающие механизмы, трансформаторы, автомобильные эстакады. Отмечено, что инфразвук вызывает резкое ухудшение состояния больных, а также увеличение числа самоубийств и дорожно-транспортных происшествий. Основное инфразвуковое излучение идет в диапазоне приблизительно 6 Гц.

Волна распространяется на сотни и тысячи километров. Предполагается, что частота инфразвука совпадает с альфа-ритмом головного мозга. Инфразвук вызывает чувство морской болезни, ощущение усталости, может привести к потере зрения.

Это надо знать

Инфразвук с частотой 7 Гц смертелен для человека (останавливается сердце )

Видеозагрязнение. Кроме чрезмерного шумового раздражения, жители городов испытывают давление от однообразной, утомляющей глаза (агрессивной) визуальной окружающей из среды, которая ярко проявляет себя в сотнях монотонно повторяющихся одинаковых окон, балконов, деталей орнамента и других архитектурных элементов оформления, панелях современных многоэтажных и многоподъездных административных и жилых зданий. Такой вид, к примеру, имеют здания на Октябрьской площади в Москве, построенные в 80-х гг. XX в.

Более ранние постройки (до 1917 г.), как правило, выполнены по индивидуальному плану и лишены опасных недостатков.

Ученые показали, что многократно повторяющиеся одинаковые геометрические рисунки и конфигурации отрицательно влияют на самочувствие людей. А перед глазами горожанина одинаковые кафельные плитки, которыми выкладываются большие площади на станциях метро и стены гостиниц, протяжные глухие заборы предприятий.

По сравнению с сельской местностью в городе больше движущихся объектов, а значит, мельканий многочисленных предметов: машин, людей, пестрых, меняющихся реклам и пр.

Надо также учитывать и то обстоятельство, что жители города чаще смотрят телевизор, работают на компьютере, что также однозначно способствует утомлению нервной системы в целом и зрительного анализатора в частности. Выяснено, что отрицательно воздействует на наше зрение клетчатая и полосатая ткань, ткань в горошек, а также такие же обои и паркетные полы.

Самым распространенным дефектом зрения является на сегодня близорукость. Так вот оказывается, что в городских условиях близорукость встречается в 1,5-2 раза чаще, чем в сельской местности.

Кстати, возможно, в монотонности ландшафта северных районов страны, например тундры, где большую часть года лежит снег и глазу не на чем зафиксировать свое внимание, да еще в продолжительности полярной ночи кроется причина того, что в северных районах близорукость достигает 32,5%, в то время как в южных только 3,7-5,3%.

Загрязнение обоняния. Окружающая нас среда богата запахами. Но в городах это в основном технические запахи: запахи различных масел, бензина, выхлопных газов автомобилей, запах гари, резины. Наряду с такими запахами на горожан воздействуют и более нежные, но не менее опасные для здоровья запахи дезодорантов, одеколонов, духов, косметики. Они способны вызывать аллергические реакции, вплоть до астматической. Отрицательно воздействуют на людей запахи красок, лаков, свежего асфальта, новой мебели из ДСП (древесностружечной плиты), стиральных порошков и т.п.

В городах велика доля растений, привезенных на других регионов Земли, их запахи также способны вызывать аллергические реакции.

Надо отметить, что каждый город и даже отдельные районы города всегда имеют свой неповторимый запах. Он обусловлен спецификой находящихся в нем промышленных предприятий, интенсивностью движения транспорта, преобладанием в посадках тех или иных растений и , конечно, санитарными и климатическими условиями.

Известно, что разные запахи и ароматы способны влиять на скорость сердцебиения, на кровяное давление, они могут снять депрессию и улучшить настроение, могут усыплять или возбуждать и т.д.

Это полезно знать

Гвоздика, роза, жасмин стимулирует работу мозга.

Запах бензола и гераниола улучшает слух, индола - напротив, ухудшает его.

Бергамот улучшает сумеречное зрение.

Камфара повышает чувствительность глаза к зеленому цвету.

Число ошибок программиста при вдыхании лаванды снижается на 20%, а жасмина - 33%, лимона - на 54%.

Электромагнитное загрязнение. Источниками служат высоковольтные линии электропередач, электроподстанции, антенны радио- и телепередающих станций, а последнее время также микроволновые печи, компьютеры и радиотелефоны.

Воздействие электромагнитных полей (ЭМП) на окружающую среду изучено еще недостаточно. Биосфера Земли находится всего столетие под влиянием мощнейших по напряженности электрических и магнитных полей источников искусственного электромагнитного излучения. Известно, например, отрицательное воздействие слабых по напряженности электромагнитных полей, формирующихся вокруг различных природных объектов ( линз и жил воды, металлических полезных ископаемых, пустот, зон разломов в земной коре и т.д.). Так называемые геопатогенные (биопатогенные) зоны провоцируют серьезнейшие изменения в организме. Эти же аномальные явления используются человеком при поисках таких возмущающих объектов с помощью биофизических (биолокационных) методов (даузеры, лозоходцы).

Отрицательное воздействие электромагнитных излучений разной частоты и интенсивности на организм человека и все живое на Земле периодически провоцируется Солнцем во время так называемых вспышек или магнитных бурь. Естественно, наложение искусственных электромагнитных полей на жизнь человека не остается для него бесследным. Работами А.Л. Чижевского в России показана выдающаяся роль Солнца в биоритмах растительного и животного мира. Установлено, что при длительном воздействии электромагнитных полей даже у здоровых людей отмечаются повышенная утомляемость, головные боли, чувство апатии и др.

Радиоактивное загрязнение. Воздействие радиации сказывалось на всем протяжении длительной истории формирования жизни на Земле. Установлено, что радиоактивность любой интенсивности влияет на наследственность живых организмов. То есть нет нижнего безопасного предела радиации для живых систем.

Радиоактивное излучение проникает через живые ткани подобно крошечным пулям. Оно не оставляет внешних следов и само по себе не ощущается, но способно разрушать молекулы в составе клеток. В больших дозах радиация может нанести им такой вред, что они перестанут делиться. Поэтому ее используют в радиотерапии для разрушения раковых опухолей. Однако если сильно облучить все тело, клеточное деление нарушится практически во всех тканях, а значит, станет невозможным нормальное обновление крови, кожи и т. д. Возникнет так называемая лучевая болезнь, которая может привести к смерти уже через несколько дней или месяцев после облучения. А очень сильная радиация способна полностью разрушить клетки и вызвать мгновенную гибель.

Радиация опасна и в низких дозах, так как может повреждать молекулы ДНК, т. е. генетический материал организма. Деление клеток с такой измененной (мутантной) ДНК иногда становится бесконтрольным и ведет к развитию злокачественных опухолей. Облучение яйцеклетки иди сперматозоидов чревато врожденными дефектами у потомства. Все зги воздействия долгие годы могут никак не проявляться внешне. Основная опасность ядерных установок и заключается в том, что слабые дозы облучения, незаметно воздействуя на людей, повышают возможность возникновения у них раковых заболеваний и рождения неполноценного потомства.

Авария на Чернобыльской АЭС в 1986 году по своим глобальным последствиям является крупнейшей экологической катастрофой в истории человечества. Суммарный выброс радиоактивных продуктов в атмосферу оценивается в 77 кг (для сравнения - при взрыве атомной бомбы над Хиросимой было выброшено 740 г радионуклидов), причем большая часть их отмечалась в радиусе до 300-400 км от станции. Искусственными радионуклидами была загрязнена значительная часть европейской территории СНГ площадью более 100 тыс. км¹. В состав радиоактивных осадков вошло около 30 радионуклидов с периодом полураспада от 11 ч (вриптон-85) до 24 100 (пдутоинй-239).

Различают воздействие радиации соматическое и генетическое.

Соматическое - вызвано прямым воздействием радиации на живой организм, начиная от значительного снижения средней возможности выживания и кончая мгновенной гибелью.

Генетическое - последствия облучения влияют на развитие и формирование половых клеток. Это мутагенное влияние радиации. Возникновение мутации обусловлено изменением хромосом и химическим нарушением генетического кода за счет появления в ядре подовой клетки свободных радикалов, которые, реагируя с азотистыми основаниями, изменяют структуру генетического кода. В этом заключается специфика действия радиации на биообъекты. Генетически опасна доза радиации любой интенсивности (табл. 8)

Естественная доза облучения человека - 20-50 млрд/год (/ рентген - 1 рад). Предельно допустимая величина радиации для человека, по данным Международной комиссии по радиации, составляет 166 млрд/год. Смертельная доза одноразового облучения - 10 тыс. рад.

Рисунок 3. Дозы ионизирующего излучения, получаемые человеком из различных источников, %

Максимальная тенденция к накоплению радиации преимущественно в своем организме (включая молоко, мясо) наблюдается у животных - , ¹⁸¹J.

К радиоактивному загрязнению относятся корпускулярное и электромагнитное излучения.

Корпускулярное - α-излучение. Это поток ионизированных атомов гелия, движущийся со скоростью, близкой к световой. Сюда же относятся нейтронные, космические лучи и некоторые ядерные частицы - нуклоны.

Электромагнитное - это рентгеновское (с длиной волны -  м) и гамма-излучение (с длиной волны <м).

Особо опасные радиоактивные изотопы с малым периодом полураспада (табл. 4). Это прежде всего изотопы, . Они геохимически близки к кальцию (стронций) и к калию (цезий). Живые организмы, поглощая кальций, накапливают и стронций в костных тканях. В мышечных тканях, помимо кадия, накапливается и цезий.

Рисунок 4. Важнейшие радиогенные изотопы в биосфере

3. Химические загрязнения окружающей природной среды

Пары, газы, жидкости, аэрозоли, соединения, смеси ори контакте с организмом человека могут вызывать заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами исследования как в процессе контакта с ним, так и в. отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

В настоящее время известно от 7 до 8,6 млн химических веществ и соединений, из которых вО-тви:. находят применение в деятельности человека: 6600 ~^ в виде пищевых добавок, 4000 - лекарств, 1500 - препаратов бытовой химии. На международном рынке ежегодно появляется от 500 до тысячи новых химических соединений и смесей.

Многие химические вещества обладают канцерогенными и мутагенными свойствами, среди которых особенно опасны 200 М1ммиямига« (список составлен экспертами ЮНЕСКО): бензол, асбест, бенз(а)пирен, пестициды (ДДТ, алдрин, линдан и др.), разнообразные красители и пищевые добавки.

Химические вещества в зависимости от их практического использования классифицируются на:

1   Промышленные яды, используемые в производстве: органические растворители (дихлорэтан), топливо (пропан, бутан), красители (анилин)ё

2   ядохимикаты, используемые в сельском хозяйстве;

3   бытовые химикаты, применяемые в виде пищевых добавок, средства санитарии, личной гигиены, косметики и т. д.;

4   отравляющие вещества (ОВ).

Об опасности веществ можно судить по критериям токсичности (ПДК - предельно допустимая концентрация в окружающей природной среде; ОБУВ - ориентировочный безопасный уровень воздействия для окружающей природной среды), по величине порогов вредного действия (однократного, хронического), порога запаха, а также порогов специфического действия (аллергенного, канцерогенного и др.).

Показатели токсичности определяют класс опасности вещества. Классификация вредных веществ по степени опасности включает четыре класса:

-й - Ч0 - чрезвычайно опасные вещества, для них ПДК < 0,1 мг/м», например, свинец, ртуть имеют ПДК - 0,01 мг/м»;

-й -ВО - высокоопасные вещества, ПДК - 0,1-1,0 мг/м», например, марганец имеет ПДК - 0,3 мг/м*;

-й - УО - умеренно опасные вещества, ПДК - 1,0-10,0 мг/м*, например, диоксид азота имеет ПДК - 2 мг/м»;

-й - МО - малоопасные вещества, ПДК> 10 мг/, например, угарный газ имеет ПДК = 20 мг/.

Главными источниками химического загрязнения окружающей среды в России являются промышленные предприятия, автомобильный транспорт, тепловые и атомные электростанции ( таб.1 ). В городах весомый вклад в загрязнение среды вносят также слабо утилизируемые отходы коммунального хозяйства, а в/ сельской местности - пестициды и минеральные удобрения, стоки животноводческих комплексов.

В 1991 году в атмосферный воздух городов я населенных пунктов России от 18 тысяч стационарных источников выбросов поступило 32 млн тонн загрязняющих веществ, в том числе 9,2 млн т диоксида серы; 6,4 млн т твердых веществ; 3,5 млн т углеводородов; 7,6 млн т оксида углерода; 3,0 млн т оксидов азота; 1,7 млн т летучих органических соединений. Наибольший вклад в воздушное загрязнение вносят энергетические установки, металлургические, нефтеперерабатывающие и нефтехимические, газовые производства. Кроме промышленных выбросов в воздушный бассейн городов от автомобильного транспорта поступает в атмосферу 21 млн т загрязняющих веществ, в том числе поступление оксида углерода -16,8 млн.т, оксидов азота - 1,0 млн т, углеводородов - 3,2. В крупных городах доля загрязнения атмосферного воздуха транспортом доходит до 70 %. В целом, на каждого жителя России в год приходится до 300 килограммов загрязняющих веществ.

Таблица 1 Загрязнение окружающей среды промышленными предприятиями и возможные нарушения здоровья человека

Нарушение здоровья человека

Тепловые электростанции

Пыль, зола, содержащие свободную двуокись кремния и соединения практически всех металлов, в том числе мышьяка, ванадия, ртути, свинца

Уменьшение вентиляционной способности и емкости легких, повреждение слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей. Фиброзные изменения в легких. Накопление в организме диоксида кремния, силикоз. Повышение смертности от рака легкого и кишечника. Раздражение и повреждение кожи.

Мышьяк, ванадий, ртуть, свинец

Отравления. Абсорбция солей мышьяка в желудочно-кишечном тракте, легких и коже. Раздражение слизистой оболочки верхних дыхательных путей, повышение заболеваемости тонзиллитом, фарингитом, ринитом, отеки верхних дыхательных путей. Снижение гемоглобина. Раздражение кожных покровов. Повышение содержания мышьяка в волосах.

Сажа, являющаяся носителем смолистых веществ, в том числе бенз(а)пирена

Повышение заболеваемости раком легкого

Сернистый ангидрид, оксид серы

Общее отравление организма, проявляющееся в изменении состава крови, поражении органов дыхания, повышении восприимчивости к инфекциям, нарушении обмена веществ, повышении артериального давления у детей. Ларингит, бронхит, конъюнктивит, ринит, ринофарингит, эмфизема, бронхопневмония, астма, аллергические реакции, острые заболевания верхних дыхательных путей и системы кровообращения. При кратковременном загрязнении - раздражение слизистой оболочки глаз, слезотечение, затрудненное дыхание, головные боли, тошнота, рвота. Повышение уровней общей заболеваемости и смертности. Повышенная утомляемость, ослабление мышечной силы, снижение памяти, замедление восприятия, ослабление функциональной способности сердца, изменение бактерицидности кожи

Оксиды азота

Резкое раздражение легких и дыхательных путей, возникновение в них воспалительных процессов, образование метгемоглобина, понижение кровяного давления

Атомные электростанции

Стронций-89 и 90, цезий -134, йод-129, кобальт-60, мар-ганец-54 и 56, тритий, магний, натрий-24, хром, медь-64, кремний-31, фосфор-32, барий, скандий, кобальт, мышь-як-76. Термальное загрязнение, повышающее токсичность загрязнителей, находящихся в воде

Увеличение заболеваемости злокачественными новообразованиями, генетически неспецифическими. При хроническом воздействии - нарушение нервной деятельности, функции половых желез, желудочно-кишечного тракта, органов дыхания, деятельности сердечно-сосудистой системы

Комбинаты черной металлургии

Оксид углерода, сернистый ангидрид, пыль, оксид азота, сероводород, аммиак

У детей - катар верхних дыхательных путей, воспаление легких, бронхит, конъюнктивит, ларингит, тонзиллит, ринит, ухудшение физического развития и общего состояния здоровья, повышение заболеваемости

Углеводороды, в том числе бенз(а)пирен

Повышение заболеваемости и смертности от рака легкого

Пиридин, бензол, нафтален, фенол

Сильно выраженное раздражающее и общетоксическое действие на систему крови и центральную нервную систему. Раздражение верхних дыхательных путей, слизистой оболочки глаз, кожных покровов

Соединения ванадия

Раздражение верхних дыхательных путей. Изменение легочной ткани. Влияние на обменные процессы и центральную нервную систему

Пентоксид ванадия

Незофарингиты, устойчивый кашель, конъюнктивиты

Цветная металлургия

Соединения фтора

Заболеваемости и смертности от рака легкого

Предприятия по производству свинца

Аэрозоли соединений свинца

Расстройство биосинтеза гемоглобина, понижение активности энзимов, изменение защитных механизмов организма. Функциональные и органические нарушения сердечно-сосудистой системы, сопровождающиеся гипо- и гипертонией, атеросклерозом, дистрофией миокарда; поражения нервной системы, сопровождающиеся полиневритами, парезами, параличами и другими неврологическими заболеваниями. Интоксикация центральной нервной системы у детей с необратимыми осложнениями. Расстройства психики, нарушение хода синтеза РНК. Быстрая утомляемость, вялость, безразличие, бездействие. Функциональные нарушения печени, почек, желудочно-кишечного тракта (гастриты, колиты, энтероколиты, язвенная болезнь и др.); органические нарушения работы кишечника. Повышение заболеваемости раком почек, желудка, кишечника. Накопление в организме свинца (в костях, крови, моче). Сокращение продолжительности жизни. Свинцовая интоксикация вплоть до летальных исходов.

Сернистый газ. Оксид углерода, оксиды азота, фенол, полиметаллическая пыль, пары ртути

Респираторные заболевания

Предприятия по производству цинка

Соединения свинца, полиметаллическая пыль, сернистый ангидрид, оксид углерода, оксиды азота, фенол, свинец, пары ртути, кадмий

Увеличение общей заболеваемости детей, респираторные заболевания

Предприятия по производству никеля и кобальта

Полиметаллическая пыль, аэрозоли никеля и его соединения

Сильное действие на кроветворную систему, физиологические процессы в организме, действие на центральную нервную систему. Изменение периферической крови, сердечно-сосудистая патология, функциональные расстройства центральной нервной системы, «никелевый» пневмокониоз, желудочно-кишечные заболевания, изменение иммунобиологической реактивности организма (понижение сопротивляемости к инфекции, развитие аллергических заболеваний), рак легкого

Карбонил никеля

Рак слизистой оболочки носа и его придаточных пазух, рак легкого, полости рта, толстой кишки и др. локаций

Аэрозоли кобальта

Изменение показателей крови, органов дыхания, физиологические и биохимические сдвиги в сердечно-сосудистой системе. Повышение проницаемости капилляров, отек легких, легочные кровотечения. Влияние на центральную нервную и сердечно-сосудистую системы

Сернистый ангидрид, оксид углерода

Респираторные заболевания

Предприятияпо производству кадмия

Соединения кадмия

Увеличение заболеваемости и смертности от сердечно-сосудистых болезней (гипертония, атеросклероз). Учащение инсультов. Накопление кадмия в костях, тканях и органах. Поражение проксимальных канальцев, ведущее к образованию почечных камней при хроническом отравлении, - протеинурия. Поражения костно-суставной системы

Предприятия по производству алюминия

Фтор газообразный, фтор общий, фтористый водород и фторсодержащие соли (фторид кремния, фторид алюминия)

Повышенная заболеваемость бронхитами, очаговыми пневмониями, раком всех локаций, особенно органов дыхания (легких, бронхов, плевры), печени, желчных путей, прямой кишки, мочевого пузыря.

Раздражение слизистых оболочек дыхательных путей и глаз. При хроническом воздействии малых концентраций соединений фтора - отравления, сопровождающиеся носовыми кровотечениями, изъязвлением слизистой оболочки носа, прободением носовой перегородки, сухим удушливым кашлем, пневносклеротическими изменениями легких. Флюороз с преобладанием остеосклеротических явлений (обызвествление костей, сухожилий, связок, уплотнение костного вещества). У детей - ухудшение физического развития, основных гематологических показателей (снижение гемоглобина, увеличение числа эритроцитов), повышение содержания фтора в моче и волосах, специфические поражения кожи

Аэрозоль оксида хрома, угольная пыль. Смолистые вещества, углеводороды, содержащие бенз(а)пирен, оксид и диоксид углерода, сернистый газ.

Повышение заболеваемости и смертности от рака легкого

Плавиковая кислота, образующаяся при растворении фтористого углеводорода

Флюороз. Отложение фтора в костях, развитие в костях патогистологических изменений, характерных для остеосклероза, сопровождающихся уменьшением прочности кости

Пары металлической ртути,ее неорганические и органические соединения

Накопление в организме ртути в мозге, сердце, легких, почках, печени, селезенке, поджелудочной железе, мышечной ткани). Обнаружение ртути в крови, молоке, спинномозговой жидкости, волосах. Нервно-психические нарушения, повышение общей заболеваемости. У детей - гипотония, повышенная пораженность зубов кариесом, повышенное содержание ртути в моче. Острое и хроническое отравление меркуризм, сопровождающееся общей слабостью, головной болью, тошнотой, рвотой, желудочно-кишечными расстройствами, катаральными явлениями верхних дыхательных путей, раздражительностью, повышенной возбудимостью, а также сонливостью, апатией, эмоциональной неустойчивостью, понижением памяти, работоспособности, общей заторможенностью. Интоксикация, действующая на почки, органы пищеварения, центральную нервную систему, сердце. Имеются сведения о присутствии ртути в ДНК

Ртуть

Предполагается влияние на синтез протеинов, передачу наследственной информации. Необратимые поражения центральной нервной системы и мозга с прогрессирующими полиневропатиями, параличами, нарушениями координации движений, расстройством зрения, потерей слуха, поражением спинного мозга, серьезными психическими отклонениями (болезнь Минамата). Случаи «врожденной» болезни Минамата у грудных детей с мозговыми нарушениями (параличи, психическая неполноценность, потеря зрения и слуха)

Машиностроение и металлообработка

Аэрозоли соединений хрома, никеля, органические растворители

Пневмокониоз (силикоз), респираторные заболевания

Пары ртути, аэрозоли свинца, никеля

Хроническое отравление - меркуризм с симптомами: общая слабость, головная боль, тошнота, рвота, стоматит, желудочно-кишечные расстройства, раздражение почек, катаральные явления в верхних дыхательных путях, тремор рук, раздражительность, повышенная возбудимость, сонливость, апатия, эмоциональная неустойчивость, понижение памяти, работоспособности. Органические поражения центральной нервной системы. Множественные невралгии

Нефтеперерабатывающая промышленность

Сероводород, сернистый ангидрид, оксид углерода, аммиак, жирные кислоты, парафин

Влияние на центральную нервную и сердечно-сосудистую системы. Поражение печени, желудочно-кишечного тракта, эндокринного аппарата. При хроническом воздействии малых концентраций - изменение световой чувствительности глаз и электрической активности мозга, вегетодистония различного типа, в том числе кардионевроз, функциональные расстройства нервной системы. Снижение показателей гемоглобина и лейкоцитов, нарушения деятельности сердечно-сосудистой системы (развитие артериальной гипертонии), контактные дерматиты

Углеводороды, в том числе бенз(а)пирен

Нефтехимическая промышленность

Сероводороды и углеводороды, в том числе ароматические (включая бенз(а) лирен), сернистый газ, серная кислота, оксид углерода, аммиак, фенол, бензол, синтетические жирные кислоты, олефины, изопропил-бензол, ацетон, парафины, спирты

Поражения слизистой носоглотки, органов дыхания, центральной нервной системы (повышенная утомляемость, снижение внимания). Повышение заболеваемости раком легкого, бронхов, плевры

Предприятия неорганической химии

Сернистый ангидрид

Повышенная заболеваемость детей ангинами, болезнями верхних дыхательных путей, органов зрения, пищеварительного тракта, токсикозы беременности

Сероводород

Изменения в морфологическом составе крови

Сероуглерод

Респираторные заболевания

Углеводороды, в том числе бенз(а)пирен

Повышение заболеваемости раком

Фенол, альдегиды и органические кислоты

Перерождение мерцательного эпителия бронхов, уменьшение слизе отделения, что способствует проникновению канцерогенов в органы дыхания

Растворители

Воспалительные процессы в области поджелудочной железы, легких, печени, почек. Острые и хронические заболевания сердца, легких, аллергические заболевания

Предприятия по производству минеральных удобрений

Оксиды серы (сернистый ангидрид, аэрозоль серной кислоты), фтористый водород и фтористые соединения, аммиак, оксида азота, пыль суперфосфата и апатита, фосфорный ангидрид и соединения фосфора, фосфорная кислота, аэрозоли аммиачной селитры, оксида углерода, азотная кислота

Сильные трудно заживающие ожоги на коже, специфические поражения кожи. Респираторные заболевания

Предприятия по производству серной кислоты

Аэрозоли серной кислоты, сернистый ангидрид, солисерной кислоты

Раздражение верхних дыхательных путей, слизистых оболочек глаз, изменение остроты зрения, повышение смертности при хронических заболеваниях легких, учащение приступов астмы. В период токсических туманов - массовые отравления, сопровождающиеся острым расстройством дыхания

Предприятия по производству азотной кислоты

Оксиды азота, аммиак, оксид углерода

Повышение уровня метгемоглобина в крови у детей и лиц старше 60 лет

Предприятия по производству аммиака

При хроническом действии - повышенная заболеваемость катаром верхних дыхательных путей, конъюнктивитами, понижение сопротивляемости инфекционным заболеваниям. Влияние на центральную нервную систему. Острые отравления

Предприятия по производству хлора

Отрицательное воздействие на обоняние, световую чувствительность глаз, нарушение ритмики дыхания

Предприятия по производству искусственного каучука

Выбросы сложного химического состава; хлорвинил, винилхлорид, дихлорэтан, метидметаклират, метанол, ацетонциангидрид, метакриловая кислота, сернистый ангидрид, фосген, хлорбензол, капролактам и др. побочные продукты: димеры, тримеры, олигомеры

Повышение заболеваемости раком

Предприятия по производству синтетического волокна, смол, пластических масс

Выбросы сложного химического состава: хлорвинил, дихлорэтан, метилметаклират, метанол, ацетонциангидрид, метакриловая кислота, полихлорзинилфосген, хлор, бензол, хлористый водород, дивинил, цикпогексан, кадмий, пыль

Повышение смертности от коронарной болезни сердца. Увеличение заболеваемости гриппом и пневмонией. Учащение случаев болезней органов дыхания, уха, горла, носа, острых конъюнктивитов, поражений нервной системы, сопровождающихся головокружением, бессонницей, усталостью. Увеличение заболеваемости злокачественными новообразованиями печени (ангиосаркома), легкого, прямой кишки, множественной миеломой и др.

Предприятия по производству пестицидов

Пары ртути, мышьяк, фосген, синильная кислота, кадмий, свинец, селен, гексахлорциклогексан, хлорофос, хлор, бензол, карбафос, метафос, хлорбензол

Повышение заболеваемости верхних дыхательных путей - хронические тонзиллит, фарингит, ринит, гиперимия слизистой оболочки носа, зева, глотки, отек слизистой оболочки носа, зева, глотки, отек слизистой верхних дыхательных путей. Повышенная заболеваемость раком органов дыхания, легкого, лимфатической системы

Предприятия по изготовлению резины

Газовая сажа, органические растворители, бензол, хлорвинил, нафталамин

Повышение заболеваемости раком желудка, толстого кишечника, легкого, головного мозга, мочевого пузыря, лимфатической и кроветворной систем и других локаций. Ангилневрозы, аритмии сердца, поражения центральной нервной системы. Заболевания верхних дыхательных путей, конъюнктивиты, дерматиты, аллергические заболевания

Предприятия по производству антибиотиков

Аэрозоли исходных и побочных продуктов: пенициллина, стрептомицина, бутилацетата, бутилового спирта, ферментационные газы, пары питательных сред, ксероформ, фенол, галеновые и сульфамидные препараты, пары ртути

Аллергические заболевания, хронические риниты, бронхиты, конъюктивиты, поражения верхних дыхательных путей

Предприятия по производству цемента

Пыль, содержащая оксиды кремния, кальция, магния, железа, мышьяк, ртуть, свинец, фтор и фтористые соединения

Повышение заболеваемости органов дыхания, пищеварения, горла, носа, уха, слизистой глаз. Изменение секреторных функций слизистой оболочки желудка, приводящее к гастритам и язвам. Кожные заболевания. Пневмокониоз, асбестоз, бронхит, у детей - физиологические сдвиги. Повышение заболеваемости и смертности от рака легкого

Предприятия по производству асбеста и асбестоцемента

Асбестовая пыль, содержащая волокна асбеста

Пневмокониоз (асбестоз), повышение заболеваемости раком легкого и мезотелиомой грудной клетки, легкого, бронхов, плевры, брюшины, пищевода, желудка, толстого кишечника, прямой кишки, яичников и других локаций. Фиброз легких и обызвествление плевры

Предприятия по производству магнезита и гипса

Магнезитовая пыль, SiO2, гипсовая пыль

Ухудшение здоровья детей

Предприятия по производству асфальта

Пыль, сажа, содержащая бенз(а)пирен, пары битумов, сернистый газ

Повышение заболеваемости раком

Предприятия по производству извести

Пыль бенз(а)пирен

Заболевания верхних дыхательных путей, глаз, пневмокониоз (силикоз), рак

Предприятия по производству стеклянного изоляционного волокна и минеральной ваты

Тонкодисперсная стеклянная пыль, фенолы, формальдегиды, углеводороды

Кожные и респираторные заболевания

Текстильные предприятия

Хлопковая пыль

Респираторные заболевания (бронхит), пневмокониоз (бисиноз)

Автомобильный транспорт

Раздражение дыхательных путей, появление тошноты, головокружения, сонливости, эйфории, расстройства дыхания и кровообращения. Действие на электрическую активность головного мозга. Понижение иммунологической активности организма, возникновение авитаминоза у детей, злокачественные новообразования. Блокирование гемоглобина в крови с образованием карбоксигемоглобина и снижением способности крови к переносу кислорода из легких к тканям тела. Приступы коронарной недостаточности, стенокардии и даже инфаркт миокарда. При концентрации карбоксигемоглобина 3-4 % - нарушение зрительного восприятия, повреждение нервной системы. Нарушение обменных процессов организма, функционального состояния центральной нервной системы (психические отклонения, угнетение тканевого дыхания). У пешеходов в часы пик общее недомогание, психомоторные нарушения, функциональные расстройства мозга. Резкое раздражение легких и дыхательных путей и возникновение в них воспалительных процессов, образование метгемоглобина, понижение кровяного давления, головокружение, потеря сознания, рвота, одышка; в случае диоксида азота - кашель, насморк, слюноотделение. У детей - снижение дыхательной функции, повышение респираторной заболеваемости. Раздражение слизистой оболочки глаз, хронические изменения в легких и воспалительные процессы в них, а в комбинации с действием микроорганизмов - ускорение развития легочных опухолей. Головная боль, быстрая утомляемость. Свинцовая интоксикация, вплоть до летального исхода. Неврологические расстройства. У детей - замедленный рост, анемия, гиперактивность, характеризующаяся повышенной моторной активностью, сниженным вниманием, обидчивостью, повышенной раздражительностью, вялостью. Тонкие и грубые нарушения моторных функций; неправильная походка, нарушение равновесия, мышечная слабость. Такие дети отстают в учебе

Наибольшую проблему при химическом загрязнении окружающей природной среды создают некоторые ядохимикаты, с трудом выявляемые из-за их очень низких концентраций, но способные постепенно накапливаться в организме, вызывая многочисленные расстройства здоровья, в том числе рак.

Большинство из них принадлежит к одному из двух классов: тяжелым металлам или синтетическим органическим соединениям.

Тяжелые металлы - металлы с большим атомным весом (свинец, цинк, ртуть, медь, никель, железо, ванадий, кадмий и др.). Они широко используются в промышленности. Тяжелые металлы чрезвычайно ядовиты. Их ионы и некоторые соединения растворимы в воде и могут попадать в организм, где, взаимодействуя с рядом ферментов, подавляют их активность. Таким образом, очень малые их количества чреваты крайне тяжелыми физиологическими и неврологическими последствиями. Основными источниками их служат: металлургические предприятия, сжигание угля, нефти и различных отходов, производство стекла, удобрений, цемента, автотранспорта и пр. Новейшие расчеты показали, что вклад антропогенного свинца составляет 94-97% (остальное - природные источники), кадмия - 84-89, меди - 56-87, никеля - 66-75, ртути - 58% и т. д.

Многие из них настолько напоминают природные, что могут усваиваться организмом и взаимодействовать с некоторыми ферментами и другими системами. Именно они и создают проблемы.- Организм может оказаться неспособным разлагать их или включать в метаболизм иным путем, т. е. они небиодеградирующие. В результате они нарушают его функционирование. При определенных дозах возможны острое отравление и смерть. Однако и небольшие дозы, получаемые на протяжении длительного периода, приводят к весьма неприятным эффектам, например канцерогенному (развитие рака), мутагенному (появлению мутаций) и тератогенному (врожденные дефекты у детей). Наиболее опасны галогенированные углероды - органические соединения, в которых один или более атомов водорода замещены атомами хлора, брома, фтора или йода. Эти четыре элемента относятся к классу галогенов, отсюда и название веществ.

Наиболее распространены содержащие хлор, т. е. хлорированные, углеводороды. Их часто применяют при изготовлении пластмасс (например, поливинил-хлорид), пестицидов (например, ДДТ), растворителей (например, тетрахлорфенол), электроизоляции (например, полихлорированные бифенилы, или ПХВ), пламягасящих веществ и многих других изделий.

Как тяжелые металлы, так и галогенированные углеводороды особенно опасны ввиду способности к биоаккумуляция, когда малые, кажущиеся безвредными дозы, получаемые в течение длительного периода, накапливаются в организме, создают в итоге токсичную концентрацию и наносят ущерб здоровью.

Биоаккумуляция происходит:

во-первых, из-за отсутствия биодеградации. Тяжелые металлы как простые элементы невозможно разрушить или преобразовать в ход» химических процессов. Хлорсодержащие углеводороды разлагаются при очень высокой температуре, но в большинстве случаев в организме нет ферментов, способных их расщепить;

во-вторых, эти вещества легко поглощаются, но если и выводятся, то очень медленно. Организм не способен освобождаться от них с мочой, поскольку тяжелые металлы прочно связываются с белками, а галогенированные углеводороды растворяются в жирах гораздо лучше, чем в воде.

В результате, поступая с пищей и жидкостями; зги вещества удерживаются и накапливаются в теле, как на фильтре. Биоаккумуляция может усугубляться в пищевой цепи, как показано на рис. 22. Организмы, находящиеся в ее основе, поглощают химикаты из внешней среды и аккумулируют их в своих тканях. Питаясь этими организмами, животные следующего трофического уровня получают исходно более высокие дозы, накапливаются более высокие концентрации и т. д. В -результате на вершине данной пищевой цепи концентрация химиката в организмах может стать в 100 тыс. раз выше, чем во внешней среде. Такое накопление вещества при прохождения через пищевую цепь называют биоконцентрирование.

К большому сожалению, и биоаккумуляцию, и биоконцентрирование трудно заметить до достижения опасного уровня химиката. А тогда уже поздно что-либо предпринимать.

При биоаккумуляции в пищевой цепи каждый следующий консумент получает более загрязненную пищу, чем предыдущий

Рисунок 5. Биоконцентрирование

4. Биологическое загрязнение биосферы

. Биосфера - целостная, относительно устойчивая, гигантская экологическая система, зависимость исторически сложившегося в ней равновесия от связей между ее обитателями, их приспособленности к среде обитания, от роли живого вещества в биосфере, от влияния деятельности человека.

. Причины глобальных изменений в биосфере: рост народонаселения, развитие промышленности, автомобильного, железнодорожного, воздушного транспорта, появление сложных сетей дорог, интенсивная добыча полезных ископаемых, строительство электростанций, развитие сельского хозяйства и др.

. Отрицательные последствия развития промышленности, транспорта, сельского хозяйства - загрязнение всех сред жизни (наземно-воздушной, водной, почвы), потеря плодородия почвы, сокращение пахотных земель, уничтожение больших площадей лесов, исчезновение множества видов растений и животных, появление новых, опасных для жизни человека возбудителей болезней (вирусов СПИДа, инфекционного гепатита и др.), сокращение запасов чистой воды, истощение ископаемых ресурсов и др.

Биологическое загрязнениеpollution

Биологическое загрязнение - привнесение в экосистему чуждых ей видов организмов. Обычно биологическое загрязнение возникает в результате деятельности человека.

Загрязнение природной среды. Появление в природной среде новых компонентов, вызванное деятельностью человека или какими-либо грандиозными природными явлениями (например, вулканической деятельностью), характеризуют термином загрязненность. В общем виде загрязненность - это наличие в окружающей среде вредных веществ, нарушающих функционирование экологических систем или их отдельных элементов и снижающих качество среды с точки зрения проживания человека или ведения им хозяйственной деятельности. Этим термином характеризуются все тела, вещества, явления, процессы, которые в данном месте, но не в то время и не в том количестве, какое естественно для природы, появляются в окружающей среде и могут выводить ее системы из состояния равновесия.

Экологическое действие загрязняющих агентов может проявляться по-разному; оно может затрагивать либо отдельные организмы (проявляться на организменном уровне, либо популяции, биоценозы, экосистемы и даже биосферу в целом.

Человек всегда использовал окружающую среду в основном как источник ресурсов, однако в течение очень длительного времени его деятельность не оказывала заметного влияния на биосферу. Лишь в конце прошлого столетия изменения биосферы под влиянием хозяйственной деятельности обратили на себя внимание ученых. В первой половине нынешнего века эти изменения нарастали и в настоящее время лавиной обрушились на человеческую цивилизацию. Стремясь к улучшению условий своей жизни, человек постоянно наращивает темпы материального производства, не задумываясь о последствиях. При таком подходе большая часть взятых от природы ресурсов возвращается ей в виде отходов, часто ядовитых или непригодных для утилизации. Это создает угрозу и существованию биосферы, и самого человека.

В буквальном переводе термин "биосфера" обозначает сферу жизни и в таком смысле он впервые был введен в науку в 1875 г. австрийским геологом и палеонтологом Эдуардом Зюссом (1831 - 1914). Однако задолго до этого под другими названиями, в частности "пространство жизни", "картина природы", "живая оболочка Земли" и т.п., его содержание рассматривалось многими другими естествоиспытателями.

Первоначально под всеми этими терминами подразумевалась только совокупность живых организмов, обитающих на нашей планете, хотя иногда и указывалась их связь с географическими, геологическими и космическими процессами, но при этом скорее обращалось внимание на зависимость живой природы от сил и веществ неорганической природы. Даже автор самого термина "биосфера" Э.Зюсс в своей книге "Лик Земли", опубликованной спустя почти тридцать лет после введения термина (1909 г.), не замечал обратного воздействия биосферы и определял ее как "совокупность организмов, ограниченную в пространстве и во времени и обитаюшую на поверхности Земли".

Первым из биологов, который ясно указал на огромную роль живых организмов в образовании земной коры, был Ж.Б.Ламарк (1744 - 1829). Он подчеркивал, что все вещества, находящиеся на поверхности земного шара и образующие его кору, сформировались благодаря деятельности живых организмов.

Очень важным для понимания биосферы было установление немецким физиологом Пфефером (1845 - 1920) трех способов питания живых организмов:

* автотрофное - построение организма за счет использования веществ неорганической природы;

* гетеротрофное - строение организма за счет использования низкомолекулярных органических соединений;

* миксотрофное - смешанный тип построения организма (автотрофно-гетеротрофный).

Биосфера (в современном понимании) - своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами. Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы.

* Атмосфера - наиболее легкая оболочка Земли, которая граничит с космическим пространством; через атмосферу осуществляется обмен вещества и энергии с космосом.

Атмосфера имеет несколько слоев:

* тропосфера - нижний слой, примыкающий к поверхности Земли (высота 9-17 км). В нем сосредоточено около 80% газового состава атмосферы и весь водяной пар;

* стратосфера;

* ноносфера - там "живое вещество" отсутствует. Преобладающие элементы химического состава атмосферы: N2 (78%), O2 (21%), CO2 (0,03%).

* Гидросфера - водная оболочка Земли. Вследствие высокой подвижности вода проникает повсеместно в различные природные образования, даже наиболее чистые атмосферные воды содержат от 10 до 50 мгр/л растворимых веществ. Преобладающие элементы химического состава гидросферы: Na+, Mg2+, Ca2+, Cl-, S, C. Концентрация того или иного элемента в воде еще ничего не говорит о том, насколько он важен для растительных и животных организмов, обитающих в ней. В этом отношении ведущая роль принадлежит N, P, Si, которые усваиваются живыми организмами. Главной особенностью океанической воды является то, что основные ионы характеризуются постоянным соотношением во всем объеме мирового океана.

* Литосфера - внешняя твердая оболочка Земли, состоящая из осадочных и магматических пород. В настоящее время земной корой принято считать верхний слой твердого тела планеты, расположенный выше сейсмической границы Мохоровича. Поверхностный слой литосферы, в котором осуществляется взаимодействие живой материи с минеральной (неорганической), представляет собой почву. Остатки организмов после разложения переходят в гумус (плодородную часть почвы). Составными частями почвы служат минералы, органические вещества, живые организмы, вода, газы. Преобладающие элементы химического состава литосферы: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K.

Биологическое загрязнение среды. Под биологическим загрязнением понимают привнесение в экосистемы в результате хозяйственной деятельности человека нехарактерных для них видов живых организмов (растений, животных, вирусов, бактерий и др.), ухудшающих условия существования биоценозов или негативно влияющих на здоровье человека.

Основными источниками биологического загрязнения являются сточные воды практически всех видов промышленного производства, сельского хозяйства, коммунального хозяйства городов и поселков, бытовые и промышленные свалки, кладбища и др. Из этих источников разнообразные органические соединения и патогенные микроорганизмы попадают в почву и подземные воды.

Особую опасность представляет биологическое загрязнение возбудителями инфекционных и паразитарных болезней, таких как чума, оспа, холера, дизентерия, клещевой энцефалит, СПИД и др., уничтожение которых представляет значительные трудности.

В последние годы возникла новая экологическая опасность - потенциальная возможность попадания из лабораторий или заводов в окружающую природную среду микроорганизмов и биологически активных веществ, оказывающих негативное воздействие на живые организмы и их сообщества, здоровье человека и его генофонд, что связано с бурным развитием биотехнологии и генной инженерии.

Природа - все вещественное, естественное, все мироздание (Вселенная), все зримое, подлежащее пяти чувствам. В узком смысле: природа - это наш окружающий мир, Земля со всеми естественными произведениями на ней.

Биосфера - область распространения жизни на Земле, где осуществляется постоянное взаимодействие всего живого с неорганическими условиями среды. Биосфера охватывает биолитосферу (верхние слои литосферы), всю гидросферу и тропосферу.

Термин «биосфера» впервые был предложен в 1875 г. австрийским геологом Э. Зюссом. Основоположником современных представлений о биосфере является академик В.И. Вернадский (1863-1945).Он писал: «Биосфера - область существования живого вещества… Химическое состояние наружной коры нашей планеты, биосферы всецело находится под влиянием жизни, определяется живыми организмами».

Природная среда - место обитания живых организмов, в частности, человека, которая характеризуется совокупностью физических, химических и биологических факторов, способных оказывать прямое и косвенное воздействие на организмы.

Широко используемое словосочетание «Окружающая среда» является тавтологией, так как «среда» и «окружение» одно и то же (синонимы).

Компоненты биосферы, помимо минеральных (косное и биокостное) веществ - это живое и биогенное вещество.

Живое вещество (по В.И. Вернадскому) - совокупность тел всех живых организмов, населяющих Землю. Оно представлено биомассой растений, животных, микроорганизмов, т.е. количеством их живого вещества. Например: биомасса суши - около 6 1012 т, океана - 3 1010 т. На суше масса растений составляет 98-99%, зоомасса - 1-2%.

Биогенное вещество - продукты жизнедеятельности организмов: их выделения, трупы, мертвые остатки, продукты разложения, гумус, торф, уголь, нефть, отложения карбонатов и т.п. В результате фотосинтеза растительность Земли ежегодно образует около 100 млрд т органического вещества. При этом усваивается около 200 млрд т углекислого газа и выделяется во внешнюю среду около 145 млрд т кислорода.

Биоценоз (греч. bios - жизнь, koinos - общий) - совокупность популяций всех видов живых организмов, населяющих определенную географическую территорию, отличающуюся от соседних территорий по химическому составу почв, вод и другим физическим показателям (солнечное облучение, высота над уровнем моря и т.п.).

Его растительный компонент - фитоценоз; животный - зооценоз; микроорганизмы - микробиоценоз.

Биотоп - участок среды обитания живых организмов с однородными условиями.

Ноосфера (сфера разума) - высшая стадия развития биосферы, связанная с возникновением и развитием в ней человечества, когда разумная человеческая деятельность становится главным определяющим фактором глобального развития. По В.И. Вернадскому, «ноосфера есть новое геологическое явление на нашей планете»; «Человечество, взятое в целом, становится мощной геологической силой. И перед ним, перед его мыслью и трудом становится вопрос о перестройке биосферы в интересах свободно мыслящего человечества как единого целого»; «Человек выступает в роли главной движущей силы природного процесса, великой, быть может, космической силы».

Загрязнение природной среды

Характеристика загрязнений

Загрязнение природной среды - это неблагоприятное изменение среды обитания, которое прямо или косвенно меняет физико-химические свойства среды и условия существования живых организмов. Загрязнение может быть связано с природными явлениями и с деятельностью человека.

В зависимости от сферы деятельности человека различают бытовые, сельскохозяйственные, промышленные загрязнения.

Промышленные выбросы дополнительно классифицируют по разным признакам на организованные и неорганизованные, непрерывные и периодические, горячие и холодные, точечные и рассредоточенные, первичные и вторичные.

Различают два типа загрязнения: вещественное и энергетическое.

По виду воздействия загрязнение может быть механическое (твердые тела в воздухе, воде), физическое (шум, излучение), химическое, биологическое (насекомые, микроорганизмы). Виды энергетического загрязнения: тепловые выбросы; колебания звуковой волны, радиоактивное излучения.

Загрязнители (загрязняющие вещества) различают по агрегатному состоянию: выбросы в атмосферу (газообразные, жидкие, твердые, смешанные), сточные воды, твердые отходы и по степени загрязнения: условно чистые, загрязненные; нетоксичные, токсичные.

Основная характеристика загрязнителей - это их предельно допустимая концентрация (ПДК). По токсичности вредные вещества по ГОСТ 12.1.007-76 подразделяют на 4 класса: 1 - чрезвычайно опасные; 2 - высоко опасные; 3 - умеренно опасные; 4 - малоопасные.

Биологическое загрязнение

В отличие от воздуха вода и особенно неподвижная почва способны накапливать и хранить попадающие в них загрязнения, в том числе биологические. Почва и вода - среда обитания низших животных и микроорганизмов, таких как бактерии, грибки, вирусы и др. Некоторые из них являются болезнетворными: палочки сибирской язвы, столбняка, ботулизма, газовой гангрены, возбудители дизентерии, холеры, тифа, чумы, ящура, бруцеллеза и др.

Источники болезнетворных загрязнений: недостаточно обезвреженные твердые и жидкие хозяйственно-бытовые отходы (особенно учреждений здравоохранения), скотомогильники, выбросы животноводческих комплексов и ряда предприятий - боен, биофабрик и т.п.

Другой вид биологического загрязнения - это насекомые и другие организмы - переносчики болезней, например, комары (малярия), клещи (энцефалит), вши (тиф), мыши и крысы (чума) и т.д.

Серьезный вред наносят животные и растения, попавшие из другой экосистемы в новую экосистему, где у них нет естественных врагов (экофагов). Примеры: массовое размножение и расселение кроликов в Австралии, где нет волков и лис; быстрое распространение колорадского жука из Америки по Европе и Азии; наступление на местные леса Колхиды (Грузия) эвкалиптов, ввезенных из Австралии и высаженных для осушения болот.

Функции биосферы

. Энергетическая функция. Поглощение солнечной энергии (фотосинтез), производство биомассы и ее превращения. Часть энергии рассеивается в виде тепла, часть запасается в виде ископаемого топлива (нефть, торф, уголь, газ и т.п.).

. Концентрационная функция. Это избирательное накопление веществ, необходимых для построения биомассы.

. Деструктивная функция: разложение органического вещества на простые неорганические - эту задачу выполняют микроконсументы-сапрофаги (от "sapros" - гнилой). Биосфера осуществляет круговорот веществ, вовлекая в этот круговорот биотические и абиотические составляющие.

. Транспортная функция, которая заключается в различных переносах вещества; против силы тяжести, перемещение по поверхности Земли, осадки и т. д.

. Средообразующая функция. Атмосферный воздух, почва, состав воды, климат - это результат деятельности биосферы: она обеспечивает необходимое для жизни содержание биогенных элементов. В.И. Вернадский считал, что жизнь сама создает условия благоприятные для ее существования.

Заболачивание земель

Болота - избыточно увлажненные участки суши со своеобразной болотной растительностью и слоем торфа не менее 0,3 м, поэтому характеризуются затрудненным обменом газов. Болота обычно содержат от 87 до 97 % воды и лишь 3-13 % сухого вещества (торфа).

При меньшей мощности торфа или его отсутствии избыточно увлажненные территории называются заболоченными землями.

Болота формируются при зарастании водоемов или при заболачивании местности.

Основной путь образования болот - заболачивание, которое начинается с появления периодического, а затем постоянного переувлажнения почвогрунтов. Этому способствует климат. Избыток влаги из-за обилия осадков или слабого испарения, а также высокий уровень грунтовых вод, характер грунта - плохо проницаемые породы; «вечная мерзлота», рельеф - плоские участки при неглубоком дренаже или понижения с замедленным стоком; продолжительные половодья на реках и т. д. Леса в условиях избытка влаги, а значит, анаэробных условий и кислородного голодания погибают, что способствует большему заболачиванию из-за сокращения транспирации.

На переувлажненных землях поселяется влаголюбивая растительность, приспособленная к недостатку кислорода и минерального питания, - мох и др. Моховая дернина, хорошо впитывающая и задерживающая влагу, напоминающая мокрую губку, способствует еще большему заболачиванию суши. Так что в дальнейшем именно растительности принадлежит ведущая роль в заболачивании. В условиях недостатка кислорода происходит неполное разложение растительных остатков, которые, накапливаясь, образуют торф. Поэтому заболачивание практически всегда сопровождается торфонакоплением.

Наиболее благоприятные условия для накопления торфа существуют в лесах умеренного пояса, особенно Западной Сибири, где в пределах лесоболотной зоны заболоченность составляет иногда более 50 % территории, мощность торфа 8-10 м. К северу и югу от лесной зоны мощность торфяной залежи сокращается: к северу вследствие уменьшения прироста растительной массы в условиях холодного климата, к югу - из-за более интенсивного разложения растительных остатков в теплом климате. В условиях жаркого влажного климата огромный прирост биомассы компенсируется интенсивным процессом распада отмерших растений, и болот немного, хотя вечнозеленые экваториальные леса переувлажнены.

Строение торфяной залежи болот, возникших на месте озер или суходолов, различно. Торфяники, образовавшиеся в результате заболачивания озер, имеют под слоем торфа озерный ил - сапропель, а при заболачивании суши торф залегает непосредственно на минеральном грунте.

Болота развиваются в различных климатических условиях, но особенно характерны для лесной зоны умеренного пояса и тундр. На их долю в Полесье приходится 28 %, в Карелии - около 30 %, а в Западной Сибири (Васюганье) - свыше 50% территории. Резко уменьшается заболоченность в степных и лесостепных зонах, где меньше осадков, а испаряемость усиливается. Общая площадь, занимаемая болотами, составляет около 2 % площади суши Земли.

По характеру водного питания и растительности болота подразделяют на три типа: низинные, верховые и переходные.

Типы болот

Низинные болота образуются на месте бывших озер, в долинах рек и в понижениях, которые постоянно или временно затопляются водой. Питаются они преимущественно грунтовыми водами, богатыми минеральными солями. В растительном покрове господствуют зеленые мхи, различные осоки и злаки. На более старых болотах появляются береза, ольха, ива. Эти болота отличаются слабой заторфованностью - мощность торфа не превышает1 - 1,5 м.

Верховые болота формируются на плоских водоразделах, питаются в основном атмосферными осадками, для растительности характерен ограниченный видовой состав - сфагновые мхи, пушица, багульник, клюква, вереск, а из древесных - сосна, береза, реже кедр и лиственница. Деревья сильно угнетены и низкорослы. Сфагновый мох лучше произрастает в середине болотного массива, на окраинах он угнетается минерализованными водами. Поэтому верховые болота несколько выпуклые, их середина возвышается на 3-4 м. Торфяной слой достигает 6-10 м и более.

Переходные болота, или смешанные представляют переходную стадию между низинными и верховыми. В низинных болотах происходит накопление растительных остатков, поверхность болота повышается. В результате этого грунтовая вода, богатая солями, перестает питать болото. Травяная растительность отмирает и заменяется мхами.

Таким образом, низинные болота превращаются в верховые, а последние покрываются затем кустами или луговой растительностью, превращаясь в суходольные луга. Поэтому в природе редко встречаются моховые или травяные болота в чистом виде.

Болота имеют большое хозяйственное значение. Так, торфяные болота - источник топлива для промышленности. Первая тепловая электростанция в мире, работающая на торфе, была построена в России в 1911 г. (в г. Электроугли).

Торф низинных болот - хорошее органическое удобрение. Поэтому частично низинные болота осушают и превращают в плодородные угодья. Но не все болота подлежат осушению, часть из них надо сохранять, чтобы не нарушить сложившиеся в природе взаимосвязей.

Болота увлажняют воздух местности, являются местами произрастания ценных видов растений (клюквы, морошки, голубики) и обитания многих видов животных, особенно птиц, являются природными резервуарами воды, которые питают реки.

6. Задание

При сгорании 1 л этилированного бензина в атмосферу выбрасывается 1г свинца. Какой объем воздуха будет загрязнен , если автомобиль проехал 200 км? Расход бензина составляет 0,1 л на 1 км, ПДК свинца - 0,0007 мг/.

Ответ: 22,85 * 10⁶м³

Решение:

определите массу бензина, которая будет израсходована, когда автомобиль проедет 200 км: 

где т -масса бензина, л; L-длина пути, км; р -расход бензина, л/км;

км-0.1 л

км- x л

Решаем пропорцию:

L

m= 200км

определите, сколько свинца выбрасывается в атмосферу при сгорании бензина: 

где q-выброс свинца в атмосферу при сгорании 1 л бензина.

q

) определить, сколько м³воздуха будет загрязнено: 

22,85 * 10⁶м³

Ответ: 22,85 * 10⁶м³

антропогенный загрязнение радиация заболачивание

Заключение

Вымершие виды животных навсегда потеряны для биосферы и для человека. Анализ причин их вымирания важен для предупреждения этого печального явления в будущем.

Очевидно, что для прогноза судьбы любого вида, численность которого падает, нужно знать как природные, так и антропогенные факторы, влияющие на его состояние. Только в этом случае можно надеяться на уменьшение их воздействия на вид за счет организации специальных мер.

Проблема факторов вымирания - проблема, заслуживающая затраты большого труда на ее серьезную разработку. Ведь от успешного ее изучения во многом зависит дальнейшее развитие эволюционного учения, этой теоретической основы всей биологической науки, с одной стороны, и освещение ряда важнейших вопросов исторической геологии, с другой.

Здоровая окружающая среда составляет огромную экономическую, эстетическую и этическую ценность. Поддержание здоровья окружающей среды означает сохранение в хорошем состоянии всех ее составляющих: экосистем, сообществ, видов и генетического разнообразия. Первоначальные небольшие нарушения в каждом из этих компонентов могут в конечном итоге привести к его полному разрушению. Об этом должен знать каждый человек.

Список литературы

1.  Гальперин М.В. Учебник для сред. спец. учеб. заведений -2е изд., Изд. «Инфра-М» 2014г., 256с.

2.       Колесников С.И. Экологические основы природопользования. Изд.: «Дашков и К» 2016г., 304с.

.        Константинов В.М., Челидзе Ю.Б. Экологические основы природопользования. Изд. 14-е, стер.-М.: Издательский центр «Академия», 2013г., 240с.

.        Трушина Т.П. Экологические основы природопользования, Изд. 4-е, Ростов-на-Дону «Феникс» 2007г.

.        Шишкина М.В., Хван Т.А., Изд. «Юрайт» 2015г., 320с.