Виды загрязнения и их источники

Экологической значимостью обладает частотный спектр шума. Различают низкочастотный (до 300 Гц), среднечастотный (300–800 Гц) и высокочастотный (свыше 800 Гц) шум. Колебания с частотой ниже 16 Гц (инфразвуки) и с частотой выше 20000 Гц (ультразвуки) органами слуха человека не воспринимаются, но оказывают крайне отрицательное воздействие на организм. Например, при частоте инфразвуковых шумов ниже 20 Гц возникают заметные нарушения жизнедеятельности организма, выражающиеся психологическим дискомфортом, чувством страха, паники, состоянием агрессии и др. Ультразвук с частотой свыше 20 000 Гц вызывает стойкие нарушения на клеточном уровне.

Вибрационное загрязнение связано с воздействием механических колебаний твердых тел на объекты окружающей среды. Наиболее опасная частота, общей вибрации лежит в диапазоне 6–8 Гц, она совпадает с собственной частотой колебаний внутренних органов человека, в результате сложения этих колебаний могут возникать явления резонанса с нарушением работы органов или даже их разрушением.

Вибрация вызывает изменение частоты пульса и артериального давления, оказывает влияние на эндокринную систему, вызывает нарушение обменных процессов, функций вестибулярного и зрительного аппарата. При длительном воздействии значительных механических колебаний возможно развитие так называемой вибрационной болезни, выражающейся в патологических изменениях ряда органов и систем, а также глубоких нарушениях со стороны центральной нервной системы.

Химическое загрязнение — увеличение количества химических компонентов определенной среды, а также проникновение (введение) в нее химических веществ, не свойственных ей, или в концентрациях, превышающих фон.

Все химические вещества, поступающие в окружающую среду в виде жидких, газообразных и твердых отходов, специалисты классифицируют по разным показателям:

– в зависимости от источника их поступления в среду (промышленные, транспортные, энергетические, сельскохозяйственные, бытовые и другие загрязнители);

– по преимущественному воздействию на отдельные компоненты биосферы (атмосферный воздух, вода, почва, продукты питания и т.д.);

– по характеру действия на человека (общетоксические, канцерогенные, мутагенные, эмбриотоксические, аллергические и др.).

Наиболее опасно для природных экосистем и человека именно химическое загрязнение, поставляющее в окружающую среду различные токсиканты (аэрозоли, химические вещества, тяжелые металлы, пестициды, пластмассы, детергенты и др.). В процессе хозяйственной деятельности людей в окружающую среду выделяются экотоксиканты — вредные химические вещества, загрязняющие природную среду и отравляющие находящиеся в ней живые организмы. Основными источниками поступления их, в среду являются предприятия химической, нефтеперерабатывающей, металлургической, деревообрабатывающей, топливной и других промышленных отраслей; различные виды транспорта (особенно автомобильный); TЭЦ и другие энергетические установки; сельскохозяйственное производство (минеральные удобрения, пестициды); AЭC и предприятия, использующие атомную энергию (радионуклиды) и т.д.

По расчетам специалистов, в настоящее время в природной среде содержится от 7 до 8,6 млн. химических веществ, причем их арсенал ежегодно пополняется еще 250 тыc. новых соединений. Многие химические вещества обладают канцерогенными и мутагенными свойствами, среди которых особенно опасны 200 наименований (список составлен экспертами ЮHECKO): бензол, асбест, бенз(а)пирен, пестициды, тяжелые металлы (особенно ртуть, свинец, кадмий), разнообразные красители, пищевые добавки и др.

Среди тяжелых металлов особенно опасны для живых организмов кадмий и ртуть. Ежегодный выброс кадмия в атмосферу во всем мире составляет около 8000 т (в том числе 5–10% из природных источников). Многолетнее вдыхание воздуха с кадмийсодержащей пылью (иногда имеет место на промышленных предприятиях) вызывает заболевания легких и почек Среди различных типов ртутьсодержащих соединений особую опасность представляют органические, приводящие к психическим расстройствам, чувству усталости, поражению глаз, конвульсиям и т.д. Примером массовых отравлений этими соединениями ртути является катастрофа, произошедшая в 1971–1972 гг. в Ираке, когда было съедено семенное зерно, обработанное ртутьсодержащими фунгицидами (отмечено 6530 заболевших и 459 смертельных случаев). Мировое производство ртути — свыше 10000 т в год, она применяется в электронике, электрических батареях, в химической промышленности, в стоматологии и др. Выбросы ртути по вceму миру ужесоставили примерно 40–50 тыс. т (около 4000сброшено в моря). Причем в воде происходит бактериальное преобразование ртути в более опасную форму — метилртуть.

Выделяют 10 экотоксикантов, оказывающих наибольшее влияние на биосферу.

Одним из видов загрязнения является осмофорное, осуществляемое пахучими веществами (одорантами) в таких низких концентрациях, которые не могут оказывать химического резорбтивного воздействия на человека, но могут вызывать рефлекторные реакции организма.

При больших концентрациях одорантов их необходимо рассматривать как химические загрязнители. Реакция организма на осмoфорное загрязнение проявляется в ощущении запаха, изменении биоэлектрической активности мозга, световой чувствительности и т.д. Запах — наиболее воспринимаемая форма загрязнения окружающей среды, обнаруживаемая нами при помощи обоняния.

Таблица 2. Основные вещества загрязнители:

Первичной реакцией человека на неприятный запах является ощущение неудобства, беспокойства; вторичные эффекты, связанные с воздействием высоких концентраций одоранта, проявляются в виде рвоты, головной боли, нарушения сна, учащения пульса, повышения артериального давления, болезненных ощущений основных органов и пр.

Неприятным запахом обладают многие вещества. Из 3 млн. химических соединений, известных ныне, примерно 1/5 обладает неприятным запахом, а количество веществ, распознаваемых по запаху, близко к 100 тыс.

Одним из критериев нормирования запаха является порог ощущения запаха (ПОЗ), Т.е. такая концентрация одоранта в воздухе, при которой запах не воспринимается органами обоняния человека. Значения ПОЗ для большинства неприятнопахнущих веществ значительно ниже допустимых концентраций этих веществ.

Биологическое загрязнение — случайное или связанное с деятельностью человека проникновение в эксплуатируемые экосистемы и технологические устройства чуждых им растений, животных и микроорганизмов (бактериологическое); часто оказывает негативное влияние при массовом размножении. Особенно загрязняют среду предприятия, производящие антибиотики, ферменты вакцины сыворотки, кормовой белок, и биоконцентраты и д., т.е. предприятия промышленного биосинтеза, в выбросах которых присутствуют живые и мертвые клетки микрооганизмов (бактерии, вирусы, спирохеты, грибы, простейшие) и продукты их метаболизма. Источниками биологического загрязнения также могут быть сооружения биохимической очистки сточных вод предприятий и городов, больницы, поликлиники, свалки бытовых и промышленных отходов, свиноводческие фермы, птицефабрики и т.д. Отрицательное воздействие их заключается в возникновении и развитии различных аллергических реакций и инфекционных заболевании. Так, вследствие поступления белоксодержащих веществ в атмосферу населенных пунктов, прилегающих к территории заводов по производству белково-витаминных концентратов (Новополоцк, Мозырь), регистрировались случаи возникновения и развития массовых аллергических заболеваний населения. Достоверно доказано, что заболевания детей, проживающих вблизи заводов по производству антибиотиков, в 1,5–3 раза выше средней заболеваемости для данного населенного пункта.

К биологическому загрязнению можно также отнести преднамеренную и случайную интродукцию, чрезмерную экспансию живых организмов. Так, в городах наличие свалок, несвоевременная уборка бытовых отходов привели к численному росту животных: крыс, насекомых, голубей, ворон и др. Это наиболее опасно для лиц с пониженной сопротивляемостью организма.

Исследования показывают, что жизнеспособные клетки микроорганизмов, адсорбированные на частичках аэрозолей, в ряде случаев поднимаются на высоту до 3000 м.

Помимо абиотических факторов, живые организмы также осуществляют перенос и рассеивание загрязнений в биосфере. Загрязняющие вещества поглощаются живыми организмами и, перемещаясь по пищевым цепям, увеличивают во много раз свои концентрации и оказывают вредное воздействие на природные экосистемы, живые организмы и человека. Создается угрожающее положение, когда живые организмы активно участвуют в распространении многих экотоксикантов.

Выделяют также механическое загрязнение, которое объединяет в. себе элементы рассмотренных выше типов загрязнений и осуществляется относительно инертными в физико-химическом отношении отходами человеческой деятельности: полимерными материалами в виде разного рода упаковок и тары, отработанными автопокрышками, строительным и бытовым мусором, твердыми отходами промышленного производства.

Отходы делятся на жидкие, твердые и газообразные (по агрегатному состоянию), на безвредные и токсичные для живых организмов, человека.

Проблема механического загрязнения окружающей среды, и в первую очередь отходами, крайне остро стоит перед всем мировым сообществом. Жизнедеятельность городов и сельскохозяйственных поселений порождает груды мусора, жидких стоков. Если до 7% промышленных отходов в развитых странах поступает на вторичное использование, то твердые бытовые отходы (ТБО) и их переработка представляют в настоящее время неразрешимую проблему. Ежегодный мировой прирост твердых бытовых отходов составляет порядка 3%, а в некоторых странах он достигает 10%.