Техногенные эмиссии и воздействия

В предыдущей главе рассмотрены по существу две большие категории антропогенных воздействий: а) изменение ландшафтов и целостности природных комплексов и б) изъятие природных ресурсов. Эта глава посвящена техногенному загрязнению экосферы и среды обитания человека. Техногенное загрязнение среды является наиболее очевидной и быстродействующей негативной причинной связью в системе экосферы: «экономика, производство, техника, среда». Оно обусловливает значительную часть природоемкости техносферы и приводит к деградации экологических систем, глобальным климатическим и геохимическим изменениям, к поражениям людей. На предотвращение загрязнения природы и окружающей человека среды направлены основные усилия прикладной экологии.

Рис. 6.1. Классификация техногенных загрязнений окружающей среды

Классификация техногенных воздействий, обусловленных загрязнением среды, включает такие основные категории:

1. Материально-энергетические характеристики воздействий: механические, физические (тепловые, электромагнитные, радиационные, акустические), химические, биологические факторы и агенты и их различные сочетания(рис. 6.1). В большинстве случаев в качестве таких агентов выступают эмиссии (т.е. испускания - выбросы, стоки, излучения и т.п.) различных технических источников.

2. Количественные характеристики воздействия: сила и степень опасности (интенсивность факторов и эффектов, массы, концентрации, характеристики типа «доза - эффект», токсичность, допустимость по экологическим и санитарно-гигиеническим нормам); пространственные масштабы, распространенность (локальные, региональные, глобальные).

3. Временные параметры и различия воздействий по характеру эффектов: кратковременные и длительные, стойкие и нестойкие, прямые и опосредованные, обладающие выраженными или скрытыми следовыми эффектами, обратимые и необратимые, актуальные и потенциальные; пороговость эффектов.

4. Категории объектов воздействия: различные живые реципиенты (т.е. способные воспринимать и реагировать) - люди, животные, растения; компоненты окружающей среды (среда поселений и помещений, природные ландшафты, поверхность земли, почва, водные объекты, атмосфера, околоземное пространство); изделия и сооружения.

В пределах каждой из этих категорий возможно определенное ранжирование экологической значимости факторов, характеристик и объектов. В целом по природе и масштабам актуальных воздействий наиболее существенны химические загрязнения, а самая большая потенциальная угроза связана с радиацией. Что касается объектов воздействия, то на первом месте, конечно же, стоит человек. В последнее время особую опасность представляет не только рост загрязнений, но и их суммарное влияние, часто превышающее по конечному эффекту простое суммирование последствий.

С экологической точки зрения, все продукты техносферы, не вовлекаемые в биотический круговорот, являются загрязнителями. Даже те, которые химически инертны, поскольку они занимают место и становятся балластом экотопов. Продукты производства также со временем становятся загрязнителями, представляя собой «отложенные отходы». В более узком значении, материальными загрязнителями - поллютантами (от лат. pollutio - марание) - считают отходы и продукты, которые могут оказывать более или менее специфическое негативное влияние на качество среды или непосредственно воздействовать на реципиентов. В зависимости от того, какая из сред - воздух, вода или земля - загрязняется теми или иными веществами, различают соответственно аэрополлютанты, гидрополлютанты и терраполлютанты.

Загрязнение окружающей среды относится к непреднамеренным, хотя и очевидным, легко осознаваемым экологическим нарушениям. Они выступают на первый план не только потому, что многие из них значительны, но и потому, что они трудно контролируются и чреваты непредвиденными эффектами. Некоторые из них, например, техногенная эмиссия СО 2 или тепловое загрязнение, принципиально неизбежны, пока существует топливная энергетика.

Количественная оценка глобального загрязнения. Масштабы отходов глобального антропогенного материального баланса охарактеризованы в предыдущей главе. Напомним, что общая масса отходов современного человечества и продуктов техносферы составляет почти 160 Гт/год, из которых около 10 Гт образуют массу изделий, т.е. «отложенный отход».

Таким образом, в среднем на одного жителя планеты приходится около 26 т всех антропогенных эмиссии в год. 150 Гт отходов распределяются приблизительно следующим образом: 45 Гт (30%) выбрасываются в атмосферу, 15 Гт (10%) - сливаются со стоками в водоемы, 90 Гт (60%) попадают на поверхность земли.

Указанные объемы эмиссии настолько велики, что даже малые концентрации в них токсичных примесей могут составить в совокупности огромное количество. По различным экспертным оценкам, общая масса техногенных загрязнителей, относимых к разным классам опасности, составляет от 1J5 до 1/8 Гт в год. т.е. примерно 250-300 кг на каждого жителя Земли. Это и есть минимальная оценка глобального химического загрязнения.

Химизация техносферы достигла к настоящему времени таких масштабов, которые заметно влияют на геохимический облик всей экосферы. Общая масса производимых продуктов и химически активных отходов всей химической промышленности мира (вместе с сопутствующими производствами) превысила 1,5 Гт/год. Почти все это количество может быть отнесено к загрязнителям. Но дело не только в общей массе, но и в числе, разнообразии и токсичности множества производимых веществ. В мировой химической номенклатуре значится более 10 7 химических соединений; ежегодно их число возрастает на несколько тысяч. В заметных количествах производится и предлагается на рынке более 100 тысяч веществ, в массовых масштабах производится около 5 тысяч веществ. Однако подавляющее большинство производимых и используемых веществ не оценены с точки зрения их токсичности и экологической опасности.

Источники техногенных эмиссии подразделяются на организованные и неорганизованные, стационарные и подвижные. Организованные источники оборудованы специальными устройствами для направленного вывода эмиссии (трубы, вентиляционные шахты, сбросные каналы и желоба и т.п.);

эмиссии от неорганизованных источников произвольны. Источники различаются также по геометрическим характеристикам (точечные, линейные, площадные) и по режиму работы - непрерывному, периодическому, залповому.

Процессы и технологии. Источниками преобладающей части химического и теплового загрязнения являются термохимические процессы в энергетике - сжигание топлива и связанные с ним термические и химические процессы и утечки. Главные реакции, определяющие при этом эмиссию углекислого газа, паров воды и теплоты (Q):

Уголь: С + О 2 ¾® СО 2 и

Углеводороды: С n Н m +(n + 0,25m) О 2 ¾® nСО 2 + (0,5m)Н 2 О,

где Q = 102,2 (n + 0,25m) + 44,4 (0,5 m) кДж/моль.

Попутные реакции, определяющие эмиссию других загрязнителей, связаны с содержанием в топливе различных примесей, с термоокислением азота воздуха и со вторичными реакциями, происходящими уже в окружающей среде. Все эти реакции сопровождают работу тепловых станций, промышленных печей, двигателей внутреннего сгорания, газотурбинных и реактивных двигателей, процессы металлургии, обжига минерального сырья. Наибольший вклад в энергетически зависимое загрязнение среды вносят теплоэнергетика и транспорт.

Рис. 6.2. Влияние теплоэлектростанции на окружающую среду

1 - котел; 2 - труба; 3 - паровая труба; 4 - электрогенератор;

5 - электроподстанция; 6 - конденсатор; 7 - водозабор для охлаждения конденсатора; 8 - водное питание котла; 9 - линия электопередачи;

10 - потребители электроэнергии; 11 - водоем

Общая картина воздействия теплоэлектростанции (ТЭС) на окружающую среду показана на рис. 6.2. При сжигании топлива вся его масса превращается в твердые, жидкие и газообразные отходы. Данные о выбросах главных загрязнителей воздуха при работе ТЭС приведены в табл. 6.1.

Таблица 6.1

Удельные выбросы в атмосферу при работе ТЭС мощностью 1000 МВт на разных видах топлива, г/кВт *час

Размах величин зависит от качества топлива и типа топочных агрегатов. Электростанция мощностью 1000 МВт, работающая на угле, при условии нейтрализации 80% диоксида серы ежегодно выбрасывает в атмосферу 36 млрд м 3 отходящих газов, 5000 т SO 2 , 10000 т NO x 3000 т пыледымовых частиц, 100 млн м 3 пара, 360 тыс. т золы и 5 млн м 3 сточных вод с содержанием примесей от 0,2 до 2 г/л. В среднем в топливной теплоэлектроэнергетике на 1 т условного топлива выбрасывается около 150 кг загрязнителей. Всего стационарными теплоэнергетическими источниками мира выбрасывается за год около 700 млн т загрязнителей различных классов опасности, в том числе около 400 млн т аэрополлютантов.

Число двигателей внутреннего сгорания (ДВС) в мире превысило 1 миллиард. Около 670 млн из них - двигатели автомобилей. Остальное количество относится к другим видам транспорта, сельхозмашинам, военной технике, малой моторной технике и стационарным ДВС. Более 80% автопарка приходится на легковые автомобили. Из 3,3 млрд т нефти, добываемой сейчас в мире, почти 1,5 млрд т (45%) используются всеми видами транспорта, в том числе 1,2 млрд т - легковыми автомобилями.

Рассмотрим обмен веществ «среднего» легкового автомобиля с карбюраторным двигателем при расходе горючего в смешанном режиме движения 8 л (6 кг) на 100 км. При оптимальной работе двигателя сжигание 1 кг бензина сопровождается потреблением 13,5 кг воздуха и выбросом 14,5 кг отработанных веществ. Их состав отражен в табл. 6.2. Соответствующий выброс дизельного двигателя несколько меньше. Вообще в выхлопе современного автомобиля регистрируется до 200 индивидуальных веществ. Общая масса загрязнителей - в среднем около 270 г на 1 кг сжигаемого бензина – дает в пересчете на весь объем горючего, потребляемого легковыми автомобилями мира, около 340 млн т. Аналогичный расчет для всего автомобильного транспорта (плюс грузовые автомобили, автобусы) увеличит эту цифру по меньшей мере до 400 млн т. Следует также иметь в виду, что в реальной практике эксплуатации автотранспорта весьма значительны разливы и утечки горючего и масел, образование металлической, резиновой и асфальтовой пыли, вредных аэрозолей.

Таблица 6.2

Состав отработавших газов автомобиля, % по объему

Металлургические процессы основаны на восстановлении металлов из руд, где они содержатся преимущественно в виде окислов или сульфидов, с помощью термических и электролитических реакций. Наиболее характерные суммарные (упрощенные) реакции:

(железо) Fe 2 O 3 + 3С + O 2 . ¾®2Fe + СО + 2СО 2 ;

(медь) Cu 2 S + О 2 ¾® 2Cu + SO 2 ;

(алюминий, электролиз) Аl 2 O 3 + 2O ¾® 2А1 + СО + СО 2 .

Технологическая цепь в черной металлургии включает производство окатышей и агломератов, коксохимическое, доменное, сталеплавильное, прокатное, ферросплавное, литейное производства и другие вспомогательные технологии. Все металлургические переделы сопровождаются интенсивным загрязнением среды (табл. 6.3). В коксохимическом производстве дополнительно выделяются ароматические углеводороды, фенолы, аммиак, цианиды и целый ряд других веществ. Черная металлургия потребляет большое количество воды. Хотя промышленные нужды на 80 - 90% удовлетворяются за счет систем оборотного водоснабжения, забор свежей воды и сброс загрязненных стоков достигают очень больших объемов, соответственно порядка 25 - 30 м 3 и 10 - 15 м 3 на 1 т продукции полного цикла. Со стоками в водные объекты поступают значительные количества взвешенных веществ, сульфатов, хлоридов, соединений тяжелых металлов.

Таблица 6.3

Газовые выбросы (до очистки) основных переделов черной металлургии (без коксохимического производства), в кг/т соответствующего продукта

* кг/м поверхности металла

Цветная металлургия, несмотря на относительно меньшие материальные потоки производства, не уступает черной металлургии по совокупной токсичности эмиссии. Кроме большого количества твердых и жидких отходов, содержащих такие опасные загрязнители, как свинец, ртуть, ванадий, медь, хром, кадмий, таллий и др., выбрасывается и много аэрополлютантов. При металлургической переработке сульфидных руд и концентратов образуется большая масса диоксида серы. Так, около 95% всех вредных газовых выбросов Норильского горно-металлургического комбината приходится на SO 2 , а степень его утилизации на превышает 8%.

Технологии химической промышленности со всеми ее отраслями (базовая неорганическая химия, нефтегазохимия, лесохимия, оргсинтез, фармакологическая химия, микробиологическая промышленность и др.) содержат множество существенно незамкнутых материальных циклов. Основными источниками вредных эмиссии являются процессы производства неорганических кислот и щелочей, синтетического каучука, минеральных удобрений, ядохимикатов, пластмасс, красителей, растворителей, моющих средств, крекинг нефти. Список твердых, жидких и газообразных отходов химической промышленности огромен и по массе загрязнителей, и по их токсичности. В химическом комплексе РФ ежегодно образуется более 10 млн т вредных промышленных отходов.

Различные технологии в обрабатывающих отраслях промышленности, в первую очередь в машиностроении, включают большое число разнообразных термических, химических и механических процессов (литейное, кузнечно-прессовое, механообрабатывающее производства, сварка и резка металлов, сборка, гальваническая, лакокрасочная обработка и др.). Они дают большой объем вредных эмиссии, загрязняющих среду. Заметный вклад в общее загрязнение среды вносят также различные процессы, сопровождающие добычу и обогащение минерального сырья и строительство. Вклад различных отраслей промышленного производства в загрязнение среды отражен на рис. 6.3.

Сельское хозяйство и быт людей по собственным отходам - остаткам и продуктам жизнедеятельности растений, животных и человека - по существу не являются источниками загрязнения среды, так как эти продукты могут включаться в биотический круговорот. Но, во-первых, для современных агротехнологий и коммунального хозяйства характерен концентрированный сброс большей части отходов, что приводит к значительным локальным превышениям допустимых концентраций органики и таким явлениям, как эвтрофикация и заражение водоемов. Во-вторых, что еще серьезнее, сельское хозяйство и быт людей являются посредниками и участниками рассредоточения и распространения значительной части промышленных загрязнений в виде распределенных потоков эмиссии, остатков нефтепродуктов, удобрений, ядохимикатов и различных употребленных изделий, мусора - от туалетной бумаги до заброшенных ферм и городов.

Между всеми средами существует постоянный обмен частью загрязнителей: тяжелая часть аэрозолей, газодымовых и пылевых примесей из атмосферы выпадает на земную поверхность и в водоемы, часть твердых отходов с поверхности земли смывается в водоемы или рассеивается воздушными потоками. Загрязнение среды влияет на человека прямо или через биологическое звено (рис. 6.4). В техногенных потоках поллютантов ключевое место занимают транспортирующие среды - воздух и вода.

Рис. 6.3. Относительный вклад отраслей промышленности РФ в загрязнение среды, % (1996 г.)

А - выбросы загрязняющих веществ в атмосферу;

Б - сбросы загрязненных сточных вод

Рис. 6.4. Схема влияний загрязнения среды

Загрязнение атмосферы

Состав, количество и опасность аэрополлютантов. Из 52 Гт глобальных антропогенных выбросов в атмосферу более 90% приходится на углекислый газ и пары воды, которые обычно не относят к загрязнителям (об особой роли выбросов СО 2 говорится ниже). Техногенные выбросы в воздушную среду насчитывают десятки тысяч индивидуальных веществ. Однако наиболее распространенные, «многотоннажные» загрязнители сравнительно немногочисленны. Это различные твердые частицы (пыль, дым, сажа), окись углерода (СО), диоксид серы (SO 2), окислы азота (NO и NO 2), различные летучие углеводороды (СН x), соединения фосфора, сероводород (H 2 S), аммиак (NН 3), хлор (С1), фтористый водород (HF). Количества первых пяти групп веществ из этого перечня, измеряемые десятками миллионов тонн и выбрасываемые в воздушную среду всего мира и России, представлены в табл. 6.4. Вместе с другими веществами, не указанными в таблице, общая масса выбросов от всех организованных источников, эмиссии которых можно измерить, составляет около 800 млн т. В эти количества не входят загрязнения воздуха при ветровой эрозии, лесных пожарах и вулканических извержениях. Сюда не входит также та часть вредных веществ, которая улавливается с помощью различных средств очистки отходящих газов.

Наибольшая загрязненность атмосферы приурочена к индустриальным регионам. Около 90% выбросов приходятся на 10% территории суши и сосредоточены в основном в Северной Америке, Европе и Восточной Азии. Особенно сильно загрязняется воздушный бассейн крупных промышленных городов, где техногенные потоки тепла и аэрополлютантов, особенно при неблагоприятных метеоусловиях (высоком атмосферном давлении и термоинверсиях), часто создают пылевые купола и явления слога - токсичных смесей тумана, дыма, углеводородов и вредных окислов. Такие ситуации сопровождаются сильными превышениями ПДК многих аэрополлютантов.

Таблица 6.4

Выбросы в атмосферу пяти главных загрязнителей в мире и в России (млн т)

По данным государственного учета, суммарные выбросы загрязняющих веществ на территории РФ за 1991-1996 гг. уменьшились на 36,3 %, что является следствием падения производства. Но темп снижения выбросов меньше темпа спада производства, а в расчете на единицу ВНП выбросы в атмосферу сохраняются на одном уровне.

Более 200 городов России, население которых составляет 65 млн человек, испытывают постоянные превышения ПДК токсичных веществ. Жители 70 городов систематически сталкиваются с превышениями ПДК в 10 и более раз. Среди них такие города, как Москва, Санкт-Петербург, Самара, Екатеринбург, Челябинск, Новосибирск, Омск, Кемерово, Хабаровск. В перечисленных городах основной вклад в общий объем выбросов вредных веществ приходится на долю автотранспорта, например, в Москве он составляет - 88%, в Санкт-Петербурге - 71 %. По валовым выбросам загрязняющих веществ в атмосферу лидирует Уральский экономический район. Наряду с этим Россия в целом не является основным поставщиком вредных выбросов в атмосферу, поскольку поток аэрополлютантов в расчете на одного жителя и на единицу площади страны значительно ниже, чем в США и странах Западной Европы. Зато они заметно выше в расчете на единицу ВНП. Это свидетельствует о высокой ресурсоемкости производства, устаревших технологиях и недостаточном применении средств очистки выбросов. Из 25 тысяч российских предприятий, загрязняющих атмосферу, лишь 38% оборудованы пылегазоочистными установками, из которых 20% не работают или работают неэффективно. Это одна из причин повышенных эмиссии некоторых малых по массе, но токсичных загрязнителей - углеводородов и тяжелых металлов.

Россия занимает невыгодное географическое положение по отношению к трансграничному переносу аэрополлютантов. В связи с преобладанием западных ветров значительную долю загрязнения воздушного бассейна Европейской территории России (ЕТР) дает аэрогенный перенос из стран Западной и Центральной Европы и ближнего зарубежья. Около 50% заграничных соединений серы и окислов азота на ЕТР поставляют Украина, Польша, ФРГ и другие страны Европы.

Для интегральной оценки состояния воздушного бассейна применяют индекс суммарного загрязнения атмосферы:

(6.1)

где q i - средняя за год концентрация в воздухе i-ro вещества;

A i - коэффициент опасности i-ro вещества, обратный ПДК этого вещества: A i = 1/ПДК i ;

С i - коэффициент, зависящий от класса опасности вещества: С i равно 1,5; 1,3; 1,0 и 0,85 соответственно для 1, 2, 3 и 4-го классов опасности (краткие сведения о ПДК и классах опасности основных загрязнителей воздуха даны в приложении ПЗ).

I m является упрощенным показателем и рассчитывается обычно для т = 5 - наиболее значимых концентраций веществ, определяющих суммарное загрязнение воздуха. В эту пятерку чаще других попадают такие вещества, как бензопирен, формальдегид, фенол, аммиак, диоксид азота, сероуглерод, пыль. Индекс I m изменяется от долей единицы до 15-20 - чрезвычайно опасных уровней загрязнения. В 1996 г. в список городов с наибольшим уровнем загрязнений атмосферы (I m > 14) вошли 44 города России.

Земная атмосфера обладает способностью самоочищения от загрязняющих веществ, благодаря происходящим в ней физико-химическим и биологическим процессам. Однако мощность техногенных источников загрязнения возросла настолько, что в нижнем слое тропосферы наряду с локальным повышением концентрации некоторых газов и аэрозолей, происходят глобальные изменения. Человек вторгается в сбалансированный биотой круговорот веществ, резко увеличив выброс вредных веществ в атмосферу, но не обеспечив их вывод. Концентрация ряда антропогенных веществ в атмосфере (углекислый газ, метан, оксиды азота и др.) быстро растет. Это свидетельствует о том, что ассимиляционный потенциал биоты близок к исчерпанию.

Техногенные окислы серы и азота в атмосфере. Кислотные осадки. По ряду показателей, в первую очередь по массе и распространенности вредных эффектов, атмосферным загрязнителем номер один считают диоксид серы. Он образуется при окислении серы, содержащейся в топливе или в составе сульфидных руд. В связи с увеличением мощности высокотемпературных процессов, переводом многих ТЭС на газ и ростом парка автомобилей растут выбросы окислов азота, образующихся при окислении атмосферного азота. Поступление в атмосферу больших количеств SO 2 и окислов азота приводит к заметному снижению рН атмосферных осадков. Это происходит из-за вторичных реакций в атмосфере, приводящих к образованию сильных кислот - серной и азотной. В этих реакциях участвуют кислород и пары воды, а также частицы техногенной пыли в качестве катализаторов:

2SO 2 + О 2 + 2Н 2 О ¾® 2H 2 SO 4 ;

4NO 2 + 2Н 2 O + О 2 ¾®4HNO 3 .

В атмосфере оказывается и ряд промежуточных продуктов указанных реакций. Растворение кислот в атмосферной влаге приводит к выпадению «кислотных дождей». Показатель рН осадков в ряде случаев снижается на 2 - 2,5 единицы, т.е. вместо нормальных 5,6 - 5,7 до 3,2 - 3,7. Следует напомнить, что рН - это отрицательный логарифм концентрации водородных ионов, и, следовательно, вода с рН = 3,7 в сто раз «кислее» воды с рН = 5,7. В промышленных районах и в зонах атмосферного заноса окислов серы и азота рН дождевой воды колеблется от 3 до 5. Кислотные осадки особенно опасны в районах с кислыми почвами и низкой буферностью природных вод. В Америке и Евразии это обширные территории севернее 55° с.ш. Техногенная кислота, помимо прямого негативного действия на растения, животных и микрофлору увеличивает подвижность и вымывание почвенных катионов, вытесняет из карбонатов и органики почвы углекислый газ, закисляет воду рек и озер. Это приводит к неблагоприятным изменениям в водных экосистемах. Природные комплексы Южной Канады и Северной Европы уже давно ощущают действие кислых осадков.

На больших пространствах наблюдается деградация хвойных лесов, беднеет фауна водоемов. В 70-х годах в реках и озерах Шотландии и Скандинавии начали гибнуть лосось и форель. Сходные явления происходят и в России, особенно на Северо-Западе, на Урале и в районе Норильска, где громадные площади тайги и лесотундры стали почти безжизненными из-за сернистых выбросов Норильского комбината.

Нарушение озонового слоя. В 70-х годах появились сообщения о региональных снижениях содержания озона в стратосфере. Особенно заметной стала сезонно пульсирующая озоновая дыра над Антарктидой площадью более 10 млн км 2 , где содержание О 2 за 80-е годы уменьшилось почти на 50%. Позднее «блуждающие озоновые дыры», правда, меньшие по размеру и не с таким значительным снижением, стали наблюдаться в зимнее время и в Северном полушарии, в зонах стойких антициклонов - над Гренландией, Северной Канадой и Якутией. Средняя скорость глобального уменьшения за период с 1980 по 1995 г. оценена в 0,5-0,7% в год.

Поскольку ослабление озонового экрана чрезвычайно опасно для всей наземной биоты и для здоровья людей, эти данные привлекли пристальное внимание ученых, а затем и всего общества. Был высказан ряд гипотез о причинах нарушения озонового слоя. Большинство специалистов склоняется к мнению о техногенном происхождении озоновых дыр. Наиболее обосновано представление, согласно которому главной причиной является попадание в верхние слои атмосферы техногенного хлора и фтора, а также других атомов и радикалов, способных чрезвычайно активно присоединять атомарный кислород, тем самым конкурируя с реакцией

О + О 2 ¾® О 3 .

Рис. 6.5. Мировое производство хлорфторуглеродов

Занос активных галогенов в верхние слои атмосферы опосредован летучими хлорфторуглеродами (ХФУ) типа фреонов (смешанные фторохлориды метана и этана, например, фреон-12 - дихлордифторметан, CF 2 CI 2), которые, будучи в обычных условиях инертными и нетоксичными, под действием коротковолновых ультрафиолетовых лучей в стратосфере распадаются. Вырвавшись «на свободу», каждый атом хлора способен разрушить или помешать образованию множества молекул озона. Хлорфторуглероды обладают рядом полезных свойств, обусловивших широкое их применение в холодильных установках, кондиционерах, аэрозольных баллончиках, огнетушителях и т.д. С 1950 г. объем мирового производства

Рис. 6.6. Данные по глобальному потеплению:

А - отклонения от среднего значения температуры приземного воздуха в XX веке и прогноз,

Б - глобальная тенденция средней температуры во второй половине столетия

ХФУ ежегодно возрастал на 7 - 10 % (рис. 6.5) и в 80-х годах составил около 1 млн т. В последующем были приняты международные соглашения, обязывающие стран-участниц сократить использование ХФУ. США еще в 1978 г. ввели запрет на использование ХФУ-аэрозолей. Но расширение других областей применения ХФУ снова привело к росту их мирового производства. Переход промышленности к новым озоносберегающим технологиям связан с большими финансовыми затратами. В последние десятилетия появились и другие, чисто технические пути заноса активных разрушителей озона в стратосферу: ядерные взрывы в атмосфере, выбросы сверхзвуковых самолетов, запуски ракет и космических кораблей многоразового использования. Не исключено, однако, что часть наблюдаемого ослабления озонового экрана Земли связана не с техногенными выбросами, а с вековыми колебаниями аэрохимических свойств атмосферы и независимыми изменениями климата.

Парниковый эффект и изменения климата. Техногенное загрязнение атмосферы в определенной степени связано с изменениями климата. Речь идет не только о вполне очевидной зависимости мезоклимата промышленных центров и их окрестностей от теплового, пылевого и химического загрязнения воздуха, но и о глобальном климате.

С конца XIX в. по настоящее время наблюдается тенденция повышения средней температуры атмосферы (рис. 6.6); за последние 50 лет она повысилась приблизительно на 0,7°С. Это отнюдь не мало, если учесть, что при этом валовое увеличение внутренней энергии атмосферы очень велико - порядка 3000 ЭДж. Оно не связано с увеличением солнечной постоянной и зависит только от свойств самой атмосферы. Главным фактором является уменьшение спектральной прозрачности атмосферы для длинноволнового обратного излучения от поверхности земли, т.е. усиление парникового эффекта. Парниковый эффект создается увеличением концентрации ряда газов – СО 2 , СО, СН 4 , NO x , ХФУ и др., названных парниковыми газами. По данным, обобщенным в последнее время Международной группой экспертов по проблеме изменения климата (МГЭИК), существует довольно высокая положительная корреляция между концентрацией парниковых газов и отклонениями глобальной температуры атмосферы. В настоящее время значительная часть эмиссии парниковых газов имеет техногенное происхождение. Динамика их средних концентраций за последние 200 лет отражена на рис. 6.7.

Тенденции глобального потепления придается очень большое значение. Вопрос о том, произойдет оно или нет, уже не стоит. По оценкам экспертов Всемирной метеорологической службы, при существующем уровне выбросов парниковых газов средняя глобальная температура в следующем столетии будет повышаться со скоростью 0,25°С за 10 лет. Ее рост к концу XXI в., по разным сценариям, (в зависимости от принятия тех или иных мер) может составить от 1,5 до 4°С. В северных и средних широтах потепление скажется сильнее, чем на экваторе. Казалось бы, такое повышение температуры не должно вызывать особого беспокойства. Более того, возможное потепление в странах с холодным климатом, как, например, Россия, представляется чуть ли не желанным. На самом деле последствия изменения климата могут иметь катастрофический характер. Глобальное потепление вызовет существенное перераспределение осадков на планете. Уровень Мирового океана за счет таяния льдов может повыситься к 2050 г. на 30 - 40 см, а к концу столетия - от 60 до 100 см. Это создаст угрозу затопления значительных прибрежных территорий.

Рис. 6.7. Изменения концентрации парниковых газов с начала промышленной революции по настоящее время

CFC-11 - фреоны, хлорфторуглероды

Для территории России общая тенденция изменения климата характеризуется слабым потеплением, среднегодовая температура воздуха с 1891 по 1994 гг. повысилась на 0,56°С. За период инструментальных наблюдений самыми теплыми были последние 15 лет, а максимально теплым оказался 1999 г. В последние три десятилетия заметна также тенденция к уменьшению осадков. Одним из тревожных для России последствий изменения климата может стать деструкция мерзлых грунтов. Повышение температуры в зоне вечной мерзлоты на 2-3° приведет к изменению несущих свойств грунтов, что поставит под угрозу различные сооружения и коммуникации. Кроме того, содержащиеся в вечной мерзлоте запасы СО 2 и метана из оттаявших грунтов начнут поступать в атмосферу, усугубляя парниковый эффект.

Наряду с подобными прогнозами существуют и определенные сомнения во всецело техногенной обусловленности климатических изменений. Они основаны, в частности, на том, что изменение глобальной температуры в промышленную эпоху все же не выходит за пределы диапазона естественных вековых колебаний температуры в прошлом, тогда как эмиссия парниковых газов намного превзошла естественные изменения.

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.

Опустынивание земель

Опустынивание земель происходит вследствие их нерационального хозяйственного использования. Из-за чрезмерной антропогенной нагрузки почвы засоляются, пески оголяются и приходят в движение, пастбища теряют биологическую продуктивность. Масштабы и степень опустынивания зависят от соотношения интенсивности естественных и антропогенных факторов.

Сегодня интенсивные процессы опустынивания земель отмечаются в большей части на территориях Калмыкии, Дагестана, Астраханской, Волгоградской, Ростовской (Сальская степь) областей, Алтайского края (Кулундинская степь), Тувы, а также в Краснодарском и Ставропольском краях.

Техногенное загрязнение

Промышленное загрязнение почв идет в основном через атмосферу путем осаждения паров, аэрозолей, пыли или растворенных примесей с дождем и снегом. Основная доля ЗВ попадает в воздух из дымовых труб заводов и вентиляционных каналов, большая часть их осаждается вблизи предприятий (1-2 км), некоторая часть тяжелых металлов передвигается далее и выпадает в пределах 3-4 км и даже до 8 км. Значительно меньше газопылевых выбросов поглощается почвой в зоне 10-50 км. Протяженность зоны интенсивного загрязнения и направление движения потока загрязняющих веществ зависят от скорости и частоты ветров данного румба (розы ветров), высоты труб, дисперсности частиц и плотности вещества, рельефа территории, растительного покрова.

Пыль с высоким содержанием ЗВ с территорий завода, трассы, по которой перевозят руду или концентрат, с отвалов отходов производства ит. п., легко, особенно в сухое время года, переносится ветром на прилегающие территории и захватывается воздушными потоками, уносящими пыль на несколько километров. Ливневые потоки размывают и уносят грунт, покрывающий территорию завода и содержащий значительные количества токсических компонентов.

Любой ущерб, наносимый почве как части биогеоценоза, отрицательно сказывается на всем комплексе природных условий территории. Для почвы существует определенная взаимосвязь между видами химических загрязняющих веществ и пространственно-временными последствиями загрязнения. В случае промышленного загрязнения тяжелыми металлами и бенз(а)пиреном, поступающими с газопылевыми выбросами, основное накопление указанных ЗВ локализуется в районе действия источника выбросов на расстоянии от 1-5 км

Рис. 4.1.

(ближняя зона), где концентрации могут превышать фоновые уровни на 1-2 порядка. По мере удаления от источника загрязнения содержание металлов уменьшается и на расстоянии 15-20 км приближается к фоновому уровню. Глубина проникновения тяжелых металлов в загрязненных почвах обычно не превышает 20 см, но при сильном загрязнении может достигать 150 см.

Выбросы от автотранспорта обнаруживаются на расстоянии 200-500 м от автомагистрали. Для складирования твердых отходов, для разливов нефти и нефтепродуктов также характерно локальное загрязнение до 1-2 км от источника.

Вторичное загрязнение почв, связанное с переносом ЗВ с поверхности почв в атмосферу и выпадением на поверхности земли, в сочетании с промышленным загрязнением, является главной причиной регионального и глобального загрязнения почв.

Конечно, почва обладает значительной буферностью по отношению к ЗВ, но существуют определенные пределы и уровни техногенного воздействия на окружающую среду, превышение которых приводит к необратимым последствиям (рис. 4.1).

Загрязнители – 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 затрагивать либо отдельные организмы (проявляться на организменном уровне), либо популяции, биоценозы, экосистемы и даже биосф­еру в целом. Различают природное и антропогенное загрязнения. Природное загрязнение возникает в результате естествен­ных причин – извержения вулканов, землетрясений, ка­тастрофических наводнений и пожаров.

Антропогенное загрязнение – загрязнение окружающей среды, возникающее в результате хозяйственной деятельности людей, в том числе их прямого или косвенного влияния на состав и концентрацию природных веществ в результате выбросов антропогенных загрязнителей. В настоящее время общая мощность источников антропогенного загрязнения во многих случаях превосхо­дит мощность естественных.

Загрязняющие вещества, возникшие в результате хо­зяйственной деятельности человека, и их влияние на среду очень разнообразны. К ним относятся: соединения углеро­да, серы, азота, тяжелые металлы, различные органичес­кие вещества, искусственно созданные материалы, радио­активные элементы и многое другое.

Каждый загрязнитель оказывает определенное отрица­тельное воздействие на природу, поэтому их поступление в окружающую среду должно строго контролироваться. Законодательство устанавливает для каждого загрязняю­щего вещества предельно допустимый сброс (ПДС) и пре­дельно допустимую концентрацию (ПДК) его в природной среде.

Под загрязнением понимается привнесение в среду или возникновение в ней новых, обычно не свойственных ей физических, химических, информационных или биологических агентов или превышение их естественной концентрации.

Основные источники поступления загрязняющих веществ в окружающую природную среду:

- выбросы загрязняющих веществ в атмосферу промышленными, энергетическими, транспортными и другими объектами; сбросы сточных вод в водные объекты;

- поверхностные смывы загрязняющих и биогенных веществ в поверхностные воды суши и моря; внесение на земную поверхность и (или) в почвенный слой загрязняющих и биогенных веществ вместе с удобрениями и ядохимикатами при сельскохозяйственной деятельности;

- места захоронения и складирования промышленных и коммунальных отходов;

- техногенные аварии, приводящие к выбросу в атмосферу опасных веществ и (или) разливу жидких загрязняющих и опасных веществ и т. д.

Загрязнение окружающей среды происходит в трех направлениях: загрязнение атмосферы, водного бассейна и земли. Отдельно рассматривают химическое, радиоактивное загрязнение, электромагнитное загрязнение, шумовое загрязнение, тепловое загрязнение, бактериологическое загрязнение.

За последние 100 лет мощность выбросов СО 2 в атмосферу возросла в 30 раз, PВ – в 20 раз, SO 2 – в 15 раз.

Только за один час автомобили мира выбрасывают в атмосферу 600 Кт СО. Техносфера ежегодно поглощает из атмосферы 6 Гт кислорода, что в 14 раз больше, чем его расходуется на дыхание живых организмов, включая человечество.

Всего 15 % горожан живет в относительно чистых районах с допустимой ПДК вредных веществ. Приблизительно 68 % всех заболеваний связано с загрязнением атмосферы. Свыше 100 городов РФ выбрасывают в атмосферу вредные вещества, превышающие ПДК в 10 раз.

Резко увеличилось влияние на атмосферу парникового эффекта (потепление климата). Усиление парникового эффекта на 50 % обусловлено ростом концентрации СО 2 , на 25% – фреонов и на 25 % – СН 4 . Эти соединения подобно стеклу пропускают лучистую энергию солнца к поверхности земли, но задерживают инфракрасное (тепловое) излучение земли, в результате чего температура поверхности земли повышается. Основной объем выбросов парниковых газов приходится на 20 стран, в том числе: на США – 17,1%, СНГ – 13,5%, Китай – 8,1%, Бразилию – 5,7%.

Если количество СО 2 в атмосфере удвоится по сравнению с периодом 1955 года (что вероятно при существующей мощности выбросов СО 2 к 2030-2050 гг), то средняя температура на планете увеличится на 1,5–4,5°С по сравнению с современной (15°С) и возникнет экологическая катастрофа (таяние ледников с глобальным затоплением материков планеты).

Большая угроза нависла над разрушением озонового слоя (тропосфера – 11 км плюс стратосфера – 39 км). Появились озоновые дыры над Антарктикой и Антарктидой. Основной вклад в разрушение озонового слоя производят соединения водорода, азота, хлора, фреона.

Уменьшение толщины слоя озона на 1% (средняя толщина слоя озона, приведенная к плотности воды, составляет 2,5 мм) приводит к увеличению потока губительного ультрафиолетового излучения на 2 %, а, следовательно, заболевания людей раком кожи - на 4 %. Кроме того, постоянное вымывание диоксидов серы и азота в тропосфере (серная и азотная кислоты, сульфаты и нитраты) ведет к образованию кислотных дождей. Сейчас это явление приняло широкомасштабный характер и приводит к существенному закислению природной среды. Средняя величина рН осадков над европейской территорией РФ – 4,5–5,1. В результате кислотных дождей происходит разрушение строений, окисление почвы, водоемов, исчезновение рыбы, заболевания людей, уничтожение растительности и т.д.

В целом воздействие окружающей среды на человека вызывает следующие заболевания: аллергию, бронхо-легочные заболевания, болезни почек, крови, слизистых оболочек, кожи, центральной нервной системы, гепатит, сердечно-сосудистые заболевания, потерю иммунитета, раковые болезни и т.д. Резко возросла детская смертность, больше рождается умственно-отсталых детей.

Таким образом, приведенные данные в области охраны окружающей среды позволяют сделать следующие выводы:

- глобальная проблема и региональные проблемы, связанные с загрязнением атмосферы, перекрываются;

- уровень возмущения атмосферы превышает допустимый (серьезным предупреждением всему человечеству могут служить такие факты, как уменьшение скорости поступления кислорода вследствие распада биоты суши и увеличения скорости его изъятия на хозяйственные нужды, а также рост числа заболеваний горожан из-за вдыхания ими загрязненного воздуха);

- развитие мирового сообщества по ранее выбранному пути перспективы не имеет, т.е. необходимо как можно быстрее выбрать иной путь развития;

- необходимо уже сейчас принимать эффективные меры, направленные на снижение уровня обратного воздействия отсроченных эффектов (изменение климата, разрушение озонового слоя).

Нам необходимо учитывать тот факт, что все мы вносим свой вклад в загрязнение атмосферы, все мы страдаем от этого, поэтому решение этой проблемы зависит от всех вместе и каждого в отдельности.

За последние годы резко ухудшилось состояние гидросферы. По гидробиологическим показателям 12% водных объектов РФ можно отнести к условно чистым (фоновым), 32% находятся в состоянии антропогенно-экологического напряжения (умеренно чистые), остальные 56% являются загрязненными.

Объем вод с различной степенью очистки, сбрасываемых в водотоки и водоемы всех видов, составляет 90% от всей забираемой воды. В Волге и других крупных реках тяжелых металлов в 100 раз больше ПДК. На побережье Балтийского моря проживает 80 млн чел. В 1986 г. в Балтику было сброшено: 940 тыс т азота; 55 тыс т фосфора; 12 тыс т цинка; 4,5 тыс т ртути; 140 т кадмия. Подсчитано: чтобы превратить Балтийское море в мертвую пустыню достаточно сбросить в его воды 200 Кт нефти (1 т нефти растекается в водоеме на поверхности, равной 12 км 2). Считается, что разлитая на поверхности воды нефть (сырая) на 35 % испаряется за 1 сутки, а оставшиеся65% за 10 лет. Вклад каждого из нас в загрязнение поверхности океана составляет около 1 т. Ежегодно в Мировой океан с поверхностным стоком попадает до 3 млн т фосфора. Ежегодная добыча соединений фосфора (в пересчете на элементарный фосфор) оценивается в 2 млн т, а это ведет к ухудшению качества воды и смене обычной флоры на сине-зеленые водоросли, которые вызывают «цветение» пресных вод и выделяют токсины, причиняющие вред здоровью человека (желудочно-кишечные болезни, гепатит, раковые заболевания). Количество раковых заболеваний резко возрастает при хлорировании пресной воды, загрязненной фенолами: хлорированная вода на20% увеличивает риск заболевания раком мочевого пузыря и почек; на 40–50% раком желудка, кишечника и печени.

Человечество должно отказаться от идеи использования природных вод в качестве естественной крупномасштабной системы очистки сточных вод, в противном случае оно рискует остаться без резервов питьевой воды требуемого качества.

Подвижный баланс экологического равновесия не будет поддерживаться беспредельно, так как увеличивается процент распашки земель, с исчезновением животных, растений, увеличением эрозии, исчезновением ключей, ручейков, речек. Нарушается экологический процесс за счет строительства ГЭС, непродуманных мелиоративных работ в масштабах региона, страны.

В сельском хозяйстве для уничтожения вредителей полей применяют пестициды, но вредители быстро приспосабливаются к ядам. В 1965 году устойчивых к ядам насекомых в РФ было182 вида, а в 1978 году – 364 вида. В РФ применяется примерно 500 видов пестицидов, а умеем определять ПДК только у 50. Стало ясно – мы сами при массированном отравлении среды можем больше пострадать от пестицидов, чем наши враги. В этом нас подводит экологическая неграмотность. Вредители быстро размножаются, их поколения быстро сменяют друг друга, с вредителями предстоит долгая и упорная борьба с помощью новых методов. Окружающая среда резко «загрязняется» шумами промышленных предприятий, транспортом и т.д., электромагнитными полями, отрицательно влияющими на состояние здоровья людей.

В настоящее время примерно 2% от природных богатств используется полезно, остальное – выбросы в атмосферу, водный бассейн, землю. На каждого человека в год приходится около 1,5 млн химических соединений, а чтобы определить ПДК каждого соединения, группе разных специалистов требуется несколько лет. Сама среда даже синтезирует вещества из выбросов промышленного производства.

По характеру воздействия на биосферу и природе его происхождения все техногенные загрязнения можно условно разделить на физические, химические и биологические. Кроме того, любое загрязнение оказывает отрицательные физиологическое и психологическое воздействия на человека и нарушает эстетическое восприятие окружающего мира. Например, мусор в помещениях и во дворе, разрушающиеся здания, захламленные рабочие места, разрисованные дурно воспитанными «умельцами» заборы и фасады домов, заросший бурьяном сад, оставленный мусор после «культурного» отдыха в парке, лесу и на пляже - все это приводит к потере красоты, привлекательности, эстетического вида и, как следствие, наводит уныние, вызывает возмущение, раздражение и ухудшает настроение любого воспитанного, здравомыслящего человека, который по зову сердца стремится делать добро и творить красоту.

Физические загрязнения проявляются в воздействии на биосферу техногенного шума, вибраций, теплового излучения, электрического и магнитного полей, электромагнитных волн, рентгеновского и радиоактивного излучений. Иногда все эти разновидности загрязнений называются энергетическими, поскольку они прямо или косвенно связаны с рассеянием энергии в окружающей среде.

Химические загрязнения вызывают различные отходы, состоящие из многих химических элементов, их соединений и многочисленных производных, образующихся в окружающей среде под действием абиотических и биотических факторов. Производные вещества в ряде случаев могут оказаться более токсичными и опасными, чем исходные их составляющие. К ним относятся фтористые соединения, галогены, тяжелые металлы, углеводороды, пластмассы, пестициды, моющие средства, соединения азота и серы и др.

Широкомасштабное применение в сельском хозяйстве ядохимикатов привело к техногенному химическому загрязнению не только антропогенных экосистем, но и всей биосферы - их следы обнаруживаются за десятки тысяч километров от мест их распыления, даже в далекой Антарктиде.

Биологические загрязнения проявляются в неконтролируемом размножении различных микроорганизмов, насекомых и других чужеродных организмов, которые приводят к заражению, отравлению и гибели многих видов живых организмов, нарушая биологическое разнообразие и равновесие в окружающей среде.

Один из основных источников техногенных загрязнений - многочисленные промышленные предприятия. На любое предприятие поступают различные виды сырья, материалы, оборудование, вода, кислород, газы, топливо и энергия солнечного излучения. Предприятие производит ту или иную продукцию и вместе с ней твердые отходы, сточные воды, отработанные газы, энергетические выбросы, тепловые, пищевые и иные отходы. Энергетические выбросы приводят к механическим, тепловым, электростатическим, магнитостатическим и электромагнитным загрязнениям. Механические загрязнения включают техногенные шумы, вибрации, инфразвук, ультразвук и гиперзвук. Тепловые выбросы являются источником теплового загрязнения. Электростатические и магнитостатические загрязнения возникают при наличии устройств, генерирующих сильные электрические и магнитные поля. Электромагнитное загрязнение проявляется в воздействии на окружающую среду электромагнитных волн в широком диапазоне частот, включающем промышленные частоты, радиоволны, СВЧ-волны, миллиметровые волны, инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое и рентгеновское излучения и гамма-лучи.

Промышленные предприятия обычно содержат комбинаты питания - столовые и буфеты. Пищевые отходы и сточная вода после мытья посуды могут стать источником биологического загрязнения. Если же какое-либо предприятие специализируется на производстве продуктов питания, то в продовольственном сырье и продуктах питания при несоблюдении санитарно-гигиенических норм могут заводиться насекомые и грызуны, размножаться чужеродные бактерии и грибки, приводящие к порче сырья и готовой продукции и распространению различных опасных заболеваний.

Во второй половине прошлого века в связи с развитием космической индустрии появился еще один вид техногенного загрязнения - космическое, при котором отходы выбрасываются не только на поверхность Земли и в атмосферу, но и в околоземное, космическое пространство. Если учесть, что запуски космических аппаратов производятся мощнейшими ракетоносителями, потребляющими огромное количество топлива, и что они осуществляются довольно часто и не в одной стране, то можно легко представить гигантские масштабы космического загрязнения.

В производство космической техники вовлечено множество крупных и малых промышленных предприятий, которые, производя конечную продукцию, потребляют огромное количество природного сырья и энергии и вместе с тем подвергают многим видам техногенных загрязнений окружающую среду. Кроме того, запуск и вывод на орбиту космического аппарата сопровождается выбросом в атмосферу огромного количества различных отработанных газов. При работе орбитальных станций и космических аппаратов образуются отходы, а при корректировке их орбит включаются двигатели, сжигающие топливо и выбрасывающие продукты сгорания топлива. Отработанные ступени ракет частично сгорают в плотных слоях атмосферы, частично возвращаются на землю в виде обломков, или твердых отходов. Выработавшие свой ресурс многочисленные космические аппараты и станции превращаются в бесполезный балласт, представляющий опасность для функционирующих аппаратов и станций. Некоторые из них, выходя из орбиты и приближаясь к поверхности земли, полностью или частично сгорают в плотных слоях атмосферы, загрязняя ее продуктами сгорания, содержащими многие химические элементы и их соединения, в том числе токсичные и опасные. Значительная часть таких вредных веществ возвращается на землю, загрязняя почву и водные источники. Таким образом, космическая отрасль, расширяя границы познания окружающего мира, вызывает техногенные загрязнения биосферы.

Техногенные загрязнения, какого бы происхождения они не были, земного или космического, оказывают неблагоприятное воздействие на человека и живой мир в целом. Подобное воздействие человек испытывает повторно, употребляя пищу и воду, содержащую загрязняющие вредные вещества, и дыша отравленным воздухом, что отрицательно сказывается на его здоровье.