Основные загрязнители, их классификация. Земные насаждения как средства защиты человека

Загрязнитель — субъект воздействия (физический агент, химическое вещество или биологический вид) на окружаю­щую среду, количество которого выше естественного уров­ня. Загрязнение может быть вызвано любым агентом, в том числе самым чистым, т. е. загрязнение — все то, что нахо­дится не в том месте, не в то время и не в том количестве, которое естественно для природы, что выводит ее из состо­яния равновесия.

Как уже отмечалось, по происхождению выделяют есте­ственные и антропогенные (связанные с деятельностью че­ловека) загрязнения. Естественное загрязнение возникает в результате природных, как правило, катастрофических про­цессов (например, мощного извержения вулкана и т. п.).

С развитием производственной деятельности все большая доля в загрязнении окружающей среды приходится на ант­ропогенные загрязнения. Их подразделяют на локальные и глобальные. Локальные загрязнения связаны с городами и промышленными регионами. Глобальные загрязнения влияют на биосферные процессы в целом на Земле и распространя­ются на огромные расстояния. Антропогенное загрязнение возникает в результате деятельности людей, в том числе их прямого или косвенного влияния на интенсивность естествен­ного загрязнения.

Загрязнители атмосферы. Загрязнители воздуха бывают ме­ханические, химические, физические и биологические.

Механические загрязнители — пыль, мусор. Они обра­зуются при сжигании органического топлива и в процессе производства строительных материалов.

При таком виде загрязнения наиболее вредными являют­ся частицы диаметром до 0,005 мм. С запыленностью воздуха связаны многие болезни: туберкулез, аллергические заболевания бронхов и др.; высокая концентрация пыли в воздухе вызывает атрофию слизистых оболочек носа, кровотечения.

Американские ученые установили прямую связь между загрязнением воздуха и частотой заболеваний раком дыха­тельных путей в городах с населением свыше 1 млн человек. Заболевания глаз, в том числе хронические конъюнктиви­ты, нередко связаны с физическим загрязнением воздуха. Наличие пыли в атмосфере уменьшает поступление к по­верхности Земли ультрафиолетовых лучей.

Зеленые насаждения очищают воздух от пыли и ослабля­ют действие других вредных примесей. Например, еловое насаждение собирает из воздуха 32 т пыли на 1 га, сосно­вое — 36,4 т, буковое — 68 т на 1 га. Лес, будучи способным отфильтровывать ежегодно до 50—70 т пыли на площади в 1 га, ослабляет опасность заболевания как перечисленными, так и многими другими заболеваниями.

Химические загрязнители — это проникшие в экосис­тему чуждые ей вещества или присутствующие в ней, но в концентрациях, превышающих норму.

Наибольшее загрязнение воздуха происходит при сжига­нии топлива для нужд промышленности, отоплении жилищ, при работе транспорта; сжигании и переработке бытовых и промышленных отходов, образующихся в результате про­мышленных выбросов. Вследствие неполного сгорания обра­зуются зола и вредные газы.

Самыми распространенными токсичными веществами, загрязняющими атмосферу, являются следующие.

Соединения углерода: углекислый газ СО2, который не вреден в малых концентрациях (но экологи предупреждают, что если не удастся уменьшить выброс в атмосферу угле­кислого газа, то нашу планету ожидает катастрофа, связан­ная с повышением температуры вследствие так называемого парникового эффекта); окись углерода (СО), очень токсична, но быстро диффундирует в атмосфере; несгоревшие углево­дороды или окисленные вещества (альдегиды и кислоты).

Соединения серы: сернистый ангидрид (SO2), который мо­жет переходить в серный ангидрид (SO3) и в присутствии воды или ее паров образует серную кислоту (H2S04).

Окислы азота (NO и N02) — благоприятные условия для их образования создаются при высоких температурах.

Над большими городами мира все чаще "повисает" фото­химический смог. Он образуется в результате фотохимичес­кого взаимодействия слагающих его компонентов с атомар­ным кислородом. Фотохимический смог образуется обычно в период температурных инверсий, когда загрязненный воз­дух зажат верхним теплым слоем, что предотвращает вер­тикальный перенос загрязнений. Наиболее крупная катаст­рофа, вызванная токсическим туманом, произошла в Лондо­не в 1952 г. В связи с низкой температурой и полным отсутствием ветра Лондон был 5 дней окутан почти непрони­цаемым туманом. За это время погибло около 4 тыс. чел., до 10 тыс. чел. тяжело заболели.

Лесонасаждения могут служить как механическим препят­ствием для газа (и таким образом уменьшать его концентра­цию), так и быть защитой против химического загрязнения атмосферы. Степень защитного влияния зависит от состава и концентрации загрязнителей и от характера самого леса.

Видами, поглощающими SO2 в больших количествах, счи­таются тополь бальзамический, ясень зеленый, липа обык­новенная и береза пушистая. Фенолы усваиваются более все­го акацией белой, бузиной красной и шелковицей белой. По­этому опавшую листву важно не сжигать, а закапывать, чтобы вредные вещества разлагались в земле, а не высво­бождались в атмосферу.

Значительна роль зеленых насаждений в балансе угле­кислоты. Растения способны поглощать окись углерода и выс­вобождать кислород в течение всего вегетационного перио­да, поэтому лес является большим защитным фактором в борьбе с избытком С02, попадающего в атмосферу в густо­населенных индустриальных районах.

Один гектар лесонасаждений поглощает за 1 ч весь угле­кислый газ, который выделяет за это время 200 человек, т. е. 8 кг. Углерод остается в листьях и используется ими для со­здания органических веществ, кислород выделяется в атмос­ферный воздух.

Одно широколиственное дерево с проекцией кроны 150 м2 дает за 10 лет количество кислорода, нужное для 2 лет жизни одного человека. Наиболее активны в этом отно­шении тополя. Средневозрастной тополь поглощает в период вегетации до 40 кг углекислоты в час.

Физические загрязнители — это избыточные источни­ки энергии, поступающие в биосферу от техногенных при­чин. Например, тепловые (поступление в атмосферу нагре­тых газов); световые (ухудшение естественной освещеннос­ти местности под воздействием искусственных источников света); шумовые (превышение допустимого уровня шумов); электромагнитные (от линий электропередач, радио, теле­видения, работы промышленных установок); радиоактивные (попадание радиоактивных веществ в атмосферу), озоноразрушающие (выделения хладонов в атмосферу).

Одним из неблагоприятных факторов городской среды является шум, представляющий собой беспорядочные непе­риодические колебания звука различной физической приро­ды (рис. 20).

Рис.20 Ориентировочные уровни шума (дБ) в различных ситуациях.

Шум автотранспорта, как правило, характеризующийся низкой частотой, распространяется на более дальние рас­стояния, чем шум высокой частоты.

В гигиенических и клинических исследованиях выявлено, что даже кратковременное воздействие шума способно вред­но отразиться практически на всех функциональных систе­мах организма. Наиболее ранимы сердечнососудистая и не­рвная система. Установлено, что шум в пределах 30—40 дБ является зоной комфорта, выше 120 дБ — болевой порог для человека.

Защиту от источников шума могут обеспечить зеленые насаждения. От внутригородского шума хорошо защищают вьющиеся растения. Например, виноград пятилисточковый, покрывающий стену жилого дома, почти наполовину снижа­ет уровень шума в квартирах.

Шумозащитные свойства зеленых насаждений зависят от ширины, густоты и дендрологического состава, а также вы­соты деревьев и конструкции полосы: свободное размещение деревьев в шахматном порядке более эффективно, чем раз­мещение рядами. Защитная полоса деревьев шириной 100 м заглушает шум автомашин на 30%, мопедов — на 25%, трам­ваев — на 23%.

Более надежная защита от шума достигается установкой шумозащитных ограждений (бетонных, металлических, стек­лянных, деревянных) от источников шума.

Конец первой половины XX в. принес миру новую опас­ность — загрязнение воздуха, а также почвы и воды про­дуктами радиоактивного деления. Особенно опасными радио­активными изотопами являются стронций-90, цезий-135, цезий-137 и некоторые другие изотопы.

Лесные экосистемы играют значительную роль в ослабле­нии последствий ядерных взрывов в виде радиоактивных загрязнений атмосферы. Лесной биогеоценоз способен задер­живать, перераспределять и аккумулировать радиоактивную пыль: часть радионуклидов задерживается пологом и исполь­зуется листвой и хвоей, часть их смывается и сдувается, определенное количество проникает под полог вместе с опадом или через свободные промежутки в пологе поступает в подстилку и почву, где происходят дальнейшие превраще­ния и перемещения. Листья и хвоя деревьев могут собирать до 50% радиоактивного йода. Активность радиоактивных осад­ков в незащищенных лесом местах оказывается в 32 раза выше. В этом проявляется прямое защитное влияние лесных эко­систем на человека.

Биологические загрязнители — чуждые экосистеме виды организмов. Загрязнение микроорганизмами называют также бактериологическим.

Особенно опасным является специальное или случайное загрязнение атмосферы штаммами болезнетворных мик­роорганизмов, создаваемых в лабораториях вооруженных сил некоторых стран. В атмосфере, особенно во время эпиде­мий, находится неисчислимое количество вирусов и бакте­рий.

Растения экосистемы способны бороться с чуждыми ей видами с помощью выделяемых ими специфических веществ, которые называют фитонцидами. Они играют важную роль во взаимоотношениях различных биоценозов. Хотя некото­рые фитонциды оказывают сильное воздействие на много­клеточные организмы и способны даже убивать насекомых, самое большое влияние они оказывают на бактериальную и грибковую флору.

Фитонциды дубовой листвы убивают на расстоянии воз­будителей дизентерии и паратифа. От фитонцидов, выделяе­мых листьями эвкалиптов, погибает золотистый стрептококк, пихтовой хвои — возбудитель дифтерии, сосновой хвои — возбудитель туберкулеза. Для возбудителей дизентерии гу­бительны также фитонциды, выделяемые тополем, и т. д.

Один гектар можжевеловых зарослей выделяет в день 30 кг фитонцидов, которые не только уничтожают вредные микроорганизмы, но даже отпугивают мух и других насеко­мых. Можжевеловые заросли площадью 1 га способны стери­лизовать воздух большого города.

Например, в 1 м3 воздуха соснового леса содержится лишь 200—300 бактерий, т. е. в 2 раза меньше, чем в смешанном лесу. Сосновый лес почти лишен вредных микроорганизмов, а воздух в нем практически стерилен даже в непосредствен­ной близи от городов.

Загрязнители воды. Ситуация с питьевой водой в России характеризуется как критическая — это прямая угроза здо­ровью населения. Вода может быть причиной различных из­менений в организме и способствовать возникновению инфек­ционных и неинфекционных заболеваний человека. Примеси, от которых зависит безопасность ресурсов питьевой воды, подразделяются на следующие категории.

Неорганические химические вещества, к числу кото­рых относится ртуть, кадмий, нитраты, свинец и их соеди­нения, а также соединения хрома, меди. Содержатся они в сточных водах предприятий металлургической, машиностро­ительной и горнодобывающей промышленности. Такие заг­рязнения содержат песок, глинистые и рудные включения, шлак, растворы минеральных солей, кислот, щелочей и др.

Ядовитые вещества сточных вод оказываются токсичны­ми для гидробионтов и нередко вызывают их гибель. В небольших дозах они изменяют обмен веществ, приводят к бесплодию и мутагенным явлениям.

Разные гидробионты обладают неодинаковой устойчивос­тью по отношению к отдельным токсикантам. Например, мышьяк для планктонных рачков, дафний и циклопов смер­телен в концентрациях 0,25—2,5 мг/л, а для рыб — 10— 20 мг/л.

Органические загрязнители могут быть растительного, животного и химического происхождения. К растительным относятся остатки бумаги, плодов и овощей, растительные масла и др. Основным химическим веществом этого рода заг­рязнений является углерод. Загрязнители животного проис­хождения — физиологические выделения людей, животных, остатки жировых и мускульных тканей, клеевые вещества и пр. Они характеризуются значительным содержанием азота. К органическим химическим загрязнителям относятся нефть и нефтепродукты, пестициды, полихлорбифенилы; сточные воды; отходы кожевенных, целлюлозно-бумажных, пивова­ренных производств.

Наибольшую угрозу чистоте водоемов представляют не­фтяные масла. Эти очень стойкие загрязняющие вещества могут распространяться на расстояния более 300 км от ис­точника. Легкие фракции нефти, плавая по поверхности воды, образуют пленку, изолирующую и затрудняющую газообмен. При этом одна капля нефтяного масла, растекаясь по повер­хности, образует пятно диаметром 30—150 см, а 1 т — 12 км2 нефтяной пленки. Пленка нефти обладает большой подвиж­ностью, стойка к окислению, а тяжелые масла (мазут) осе­дают на дно водоемов, вызывая токсическое поражение при­донной фауны.

Сильно загрязняет и засоряет реки молевой сплав леса. Усиливает засорение рек сброс отходов лесозаводов (опил­ки, кора и др.). Часть бревен тонет, их количество увеличи­вается из года в год, образуя иногда слой в 3 м толщиной.

Гниющие древесина и кора отравляют воду, она становится "мертвой".

Бактериальными и биологическими загрязнителями являются различные микроорганизмы, дрожжевые и плес­невые грибки, мелкие водоросли и бактерии, в том числе возбудители тифа, паратифа, дизентерии, а также яйца гель­минтов, поступающие с выделениями людей и животных. Бактериальную загрязненность сточных вод характеризуют величиной колититра, т. е. наименьшим объемом воды в мил­лиметрах, в котором содержится одна кишечная палочка (бак­терия коли). Так, если колититр равен 10, это значит, что в 10 мл найдена 1 кишечная палочка. Этот вид загрязнителей свойствен бытовым водам, а также сточным водам боен, ко­жевенных заводов, шерстомоек, больниц и др. Общий объем бактериальной массы достаточно велик: на каждые 1000 м3 сточных вод — до 400 л.

Загрязнения большей частью содержат около 42% мине­ральных веществ и до 58% органических.

Водная экосистема обладает чрезвычайно ценным свой­ством непрерывного самовозобновления под влиянием сол­нечной радиации и самоочищения. Оно заключается в пере­мешивании загрязненной воды со всей ее массой и минера­лизации органических веществ и отмирания внесенных бактерий. Агентами самоочищения являются бактерии, гри­бы и водоросли. Установлено, что в ходе бактериального са­моочищения через 24 ч остается не более 50% бактерий, через 96 ч — 0,5%. Процесс бактериального самоочищения сильно замедляется зимой.

Чтобы обеспечить самоочищение загрязненных вод, не­обходимо их многократное разбавление чистой водой. Если же загрязнение настолько велико, что самоочищения воды не происходит, существуют специальные методы и средства для ликвидации загрязнений, поступающих со сточными во­дами.

Радиоактивные загрязнители представляют большую угрозу жизни водоемов как экосистем и здоровью людей. Их источники — испытания термоядерного оружия под водой, заводы по очистке урановой руды и по переработке ядерно­го горючего для реакторов, атомные электростанции, места нахождения радиоактивных отходов.

Загрязнители почвы. Основными загрязнителями почвы являются:

· пестициды, применяемые для борьбы с сорняками, на­секомыми и грызунами — вредителями сельскохозяйствен­ных культур (см. § 3.7 "Значение и экологическая роль удоб­рений и пестицидов").

Ежегодное применение пестицидов в сельском хозяйстве в России с 1980 по 1991 г. находилось на одном уровне и составляло примерно 150 тыс. т, а в 1992 г. снизилось до 100 тыс. т;

· удобрения (см. § 3.7 "Значение и экологическая роль удобрений и пестицидов");

· нефть и продукты нефтепереработки (канцероген­ные вещества от автотранспорта). Загрязнение почв нефтью в местах ее добычи, переработки, транспортировки и распределения превышает фоновое в десятки раз.

В почве всегда присутствуют канцерогенные (химичес­кие, физические, биологические) вещества, вызывающие опухолевые заболевания у живых организмов, в том числе и раковые;

· выбросы промышленных предприятий. Почвы вок­руг больших городов и крупных предприятий цветной и чер­ной металлургии, химической и нефтехимической промыш­ленности, машиностроения, ТЭС на расстоянии в несколько десятков километров загрязнены тяжелыми металлами, со­единениями свинца, серы и другими токсичными вещества­ми. Среднее содержание свинца в почвах 5-километровой зоны вокруг ряда обследованных городов России находится в пре­делах 0,4—80 ПДК. Среднее содержание марганца вокруг предприятий черной металлургии колеблется в пределах 0,05—6 ПДК;

· свалки бытовых и промышленных отходов. Особую проблему в городской среде, связанную исключительно с высокой численностью населения, составляет ликвидация бытовых отходов, в особенности неорганических. Количество отходов возрастает с повышением уровня жизни в городе, а эффективных способов их переработки и ликвидации разра­ботано на сегодня ничтожно мало. Немногочисленные виды, паразитирующие на отбросах, — крысы, вороны, воробьи, а в последнее время и чайки — становятся разносчиками возбудителей заболеваний животных и человека.

Вывоз промышленных и бытовых отходов на свалки ведет к загрязнению и нерациональному использованию земельный угодий, загрязнению атмосферы, поверхностных и грунто­вых вод, росту транспортных расходов и безвозвратной по­тере ценных материалов и веществ.

⇐ Предыдущая10111213141516171819Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: