Глава vi. техногенное загрязнение среды. Реферат: Экологические и техногенные загрязнения окружающей среды

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.

Тема 3.

Загрязнение – есть неблагоприятное изменение окружающей среды, которое целиком или частично является результатом человеческой деятельности, прямо или косвенно меняет распределение приходящей энергии, уровни радиации, физико-химические свойства окружающей среды и условия существования живых существ. Эти изменения могут влиять на человека прямо или через сельскохозяйственную продукцию, через воду или другие биологические продукты (вещества) (по Ф. Рамаду, 1981 г.).

Вещества, ухудшающие качество окружающей среды, являются загрязнителями. Эти вещества могут быть как природного происхождения (например, вулканические выбросы), так и антропогенного характера. К последним относятся практически все виды деятельности человека – от бытовой до производственной. Все современные промышленные предприятия имеют побочные продукты и отходы производства, которые и являются материальными загрязнителями среды, если они выделяются в воздух, воду или почву. Именно они и являются основными источниками загрязнения среды различными вредными соединениями. Преобразованное в результате технологических процессов природное сырье приобретает новые свойства и становится необходимым человеку продуктом. Побочные продукты и отходы также имеют свойства, а часто и строение, отличающееся от природных соединений, и в большинстве случаев в природе не встречающееся, т.е. чуждое природе, поэтому вещества, загрязняющие среду, называют ксенобиотиками (от греч. хenos – чужой).

Негативное влияние технического прогресса и развития цивилизации мы уточним на представленной схеме 1:

Как видно из схемы проблемы окружающей среды порождены целым рядом причин. Они взаимосвязаны и, свою очередь, являются следствием всего исторического развития человеческого общества. Достижения науки и технический прогресс направлены на повышение комфортности жизни людей, улучшению качества жизни, на развитие человеческого общества, Это привело к созданию новых средств производства, предметов потребления, источников информации. Но концентрация производства, в аграрной сфере в том числе, или одним словом индустриализация , быстрый рост потребления (даже сверх меры), ускоренная урбанизация и рост народонаселения привели к появлению или лучше проявлению многих нежелательным последствиям, проявившимся в отрицательных воздействиях на окружающую среду. Их много Вы их знаете, эти факторы вызывают изменения во всех составляющих биосферы: в атмосфере парниковые газы и повышение кислотности среды, распространение вредных и токсичных веществ в окружающей среде; в гидросфере – загрязнение поверхностных и подземных вод, морей и океанов, нехватку воды и распространение засухи или наоборот наводнения. В почве – эрозию, снижение урожайности, сокращение площадей пашни В общем в глобальном масштабе – рост потребления энергии; радиоактивное загрязнение окружающей среды, уничтожение целых экосистем, в биоценозах – вымирание видов, нарушение экологического равновесия и конечным итогом является состояние здоровья и выживание человечества. На мой взгляд эта схема должна быть представлена в виде некоего цикла, возможно не вполне замкнутого, потому что в этих схемах имеет место взаимное влияние человека и всех последствии на человека. В результате человечество вынуждено искать пути к устойчивому развитию общества в гармонии с природой.

Второй вопрос темы – критерии оценки окружающей среды. На схеме 2 представлены человек и окружающая его среда и влияние среды на человека.

Элементы окружающей человека среды в соответствии с его биологической и социальной сущностями можно подразделить на природные (основные источники жизни – пища, вода, воздух и т.д.), искусственные , т.е. созданные человеком (дома, предметы быта и орудия труда, произведения искусства и т.д.) и социальные (люди и их группы, общество). В среде проживания обычно проживают социальные элементы (члены семьи, сограждане) и искусственные, которые во многом влияют и на качество природных элементов среды (воды, воздуха). Эту среду человек стремится существенным образом изменять, создавая благоприятные условия или при других стремлениях создавать асоциальные условия (алкоголизм, наркомания). Для нашей дисциплины важно охарактеризовать рабочую среду , в которой, в зависимости от профессии индивида отдельные элементы могут быть представлены весьма различно. Например, на промышленных предприятиях преобладает влияние искусственных элементов (технологическое оборудование, здания, сооружения), в сельском хозяйстве напротив преобладают природные с элементами искусственных. В рекреационной среде часто преобладают природные элементы, однако в современных условиях важное место отводится искусственным сооружениям (бассейны, закрытые спортивные сооружения, культурные учереждения и т.д.). Первые конечно предпочтительные, но должна быть культура отдыха для сохранения экологического равновесия в природной среде. Деление среды на виды и элементы функционально и условно, т.к. среда действует на человека во всей своей целостности. На семе представлены состав окружающей человека среды и ее влияние на организм человека и личность. Цветом обозначено: зеленый природа (наибольшее ее влияние – рекреационной среде); синий – искусственная среда (наибольшее влияние – в рабочей среде и среде проживания); красный – другие люди, общество (наибольшее влияние – в рабочей среде и среде проживания). В качестве критериев изменения материального состава окружающей среды используются определенные параметры:

объем производства загрязняющих веществ;

области применения вредных для окружающей среды продуктов; распространение их в окружающей среде;

устойчивость продуктов производства и способность их к разложению; превращения вредных веществ;

их эксико-токсикологические свойства.

Учет и знание объема производства загрязняющих веществ, а также области применения вредных для окружающей среды продуктов (первый и второй критерии) позволяют оценить возможные изменения качества окружающей среды. При этом, важное значение имеет характер применения загрязняющих веществ. Он может быть закрытым, т.е. контролируемым – когда имеются возможности повторного использования или уничтожения данного химического продукта. Открытый характер применения свидетельствует о возможности его свободного распространения в окружающей среде. Термин «распространение в окружающей среде» применяется в основном в естественных природных процессах и определяется физико-химическими свойствами продуктов; физическими процессами, связанными с их переносом; биологическими процессами, принимающими участие в глобальных процессах круговорота веществ; циклическими процессами в отдельных экосистемах. При неконтролируемом характере распространения наблюдается выход вредных веществ за пределы региона применения. Важными стадиями подвижности и распространения продуктов производства в окружающей среде является их перенос различными природными средами (вода, почва, воздух), накопление их в организмах и растениях, перенос их различными формами жизни. Современные сложные математические модели, учитывающие молекулярную массу химических веществ, давление образующегося пара и растворимость в воде позволяют с приемлемой точностью заблаговременно рассчитать концентрацию вредных веществ в контролируемом регионе.

Тенденцию вещества выйти из той фазы, в которой оно находится, называют фугитивностью (летучестью), измеряемой в единицах давления (Па). Процесс фугитивности (улетучивания) осуществляется в результате диффузии.

Диффузия – физический процесс, в ходе которого молекулы, атомы или ионы в результате теплового движения перемещаются из области большей концентрации в область низкой концентрации (пример, выделение аминокислот в градиенте плотности). В пористом объеме почвы диффузия идет медленнее, чем в воздушной и водной средах, и поэтому происходит накопление вредных веществ в почве, адсорбция почвенными комочками загрязнителей

Конвекция – принудительное перемещение растворенных веществ потоком воды, рассчитывается как произведение объемного потока воды (скорости фильтрации) и концентрации растворенных веществ. Конвекция в атмосфере – это перемещение воздушных масс в зависимости от их температуры.

Дисперсия – перераспределение (перемешивание) растворенных веществ в движущейся по порам почвы воде, вызываемое неоднородностью скоростей потоков, в каждом отдельно взятом объеме воды в поре.

Адсорбция – связывание молекул или атомов жидкой или газообразной фазы на поверхности твердых тел.

Разложение – абиотические и биотические реакции.

Пример дисперсии представлен на схеме 4. Схема демонстрирует влияние скорости течения воды на деградационные изменения почвы или эрозию почв. причиной Скорость течения воды в русле потока составляет примерно 2–4 м/с. При стоке по земляному откосу такого же склона она составит уже 0,1–0,15 м/с, а при стоке внутри почвы – только 0,01–0,001 м/с. Такой подпочвенный сток происходит в лесу или на озелененном (кустарником, дерном) склоне. Таким образом причиной эрозии почв являются дисперсия и наличие зеленых насаждений и образования дерна на их поверхности. Таким образом, распространение загрязнений в окружающей среде определяется физическими, химическими и биологическими свойствами как самой среды, так и свойствами загрязнений.

Устойчивость продуктов производства и способность их к разложению; превращения вредных веществ; их эксико-токсикологические свойства оцениваются санитарно-гигиеническими показателями . Преобразование загрязняющих веществ в природной среде происходит в результате биоаккумуляции – накопление в организме вредных веществ; биодеградации – расщепления при участии биологических агентов; биотрансформации- преобразование веществ в организме химического преобразования – химические реакции в воздушной, водной и почвенной среде с образованием новых веществ. В результате этих реакций образуются ксенобиотики – чужеродные для природы соединения. Можно смело утверждать, что биосфера – мощнейший биохимкомбинат . Пример биоаккумуляции – землеройка, живущая у дороги с интенсивностью 10 тыс автомобилей в сутки содержит свинца в 2,5 раза выше, чем землеройка, поселившаяся у дороги с интенсивностью движения 1 тыс. автомашин. В процессе эволюции организм выработал свой набор защитных средств против чужеродных организму веществ, свои методы их обезвреживания. В рабочей среде применяются искусственные способы и технологические схемы для обезвреживания, очистки, обеззараживания производственных выбросов. Вредные вещества практически редко присутствуют в биосфере в единственном числе, поэтому вводится понятие суммирующего эффекта. Организм на суммированное воздействие загрязняющих веществ отвечает различными реакциями.

Выделяют усиление эффекта (синергизм) – превышение реакции в смеси, вызванной действием каждого из веществ в отдельности.

Ослабление эффекта (антагонизм ) – меньше эффекта любого вещества в смеси.

Независимое действие – соответствует действию каждого вещества в смеси. Рассмотрим также схему 5 влияния на организм человека шумового загрязнения.

В заключении дадим формулировку термина качество окружающей среды это такое состояние ее систем рекреационной, рабочей, среды проживания, при которой постоянно обеспечиваются обменные процессы энергии и веществ между природой и человеком на уровне, обеспечивающем воспроизводство жизни на Земле. Следующий вопрос загрязнения и их классификация. Из вышесказанного мы можем сделать заключение о том, что наиболее распространенным отрицательным воздейтвием на окружающую среду является её загрязнение. Дадим определение термину загрязнение. Наиболее полное определение этого термина дано ученым-экологом Ф. Рамадом в 1981 г. Загрязнение – есть неблагоприятное изменение окружающей среды, которое целиком или частично является результатом человеческой деятельности, прямо или косвенно меняет распределение приходящей энергии, уровни радиации, физико-химические свойства окружающей среды и условия существования живых существ. Эти изменения могут влиять на человека прямо или через сельскохозяйственную продукцию, через воду или другие биологические продукты (вещества). Загрязнения классифицируются по характеру воздействия на среду обитания (по Г.В. Стадницкому и А.И. Романову, 1988 г.):

1) ингредиентные (химические), представляющие собой совокупность веществ, чуждых естественным биогеоценозам (бытовые стоки, ядохимикаты, продукты сгорания);

2) параметрические (физические), связанные с изменением качественных параметров среды (тепловое, шумовое, радиационное, электромагнитное);

3) биологические (биоценотические), заключающиеся в воздействии на состав и структуру популяции и отдельных ее представителей – биологических агентов (перепромысел, направленная интродукция и акклиматизация видов и др.);

4) стациально-деструкционные (ландшафтные), связанные с нарушением и преобразованием ландшафтов и экосистем в процессе природопользования (зарегулирование водотоков, урбанизация, вырубка лесных насаждений). Некоторые авторы (Е.И. Тупикин, 2001) добавляют механические загрязнения – пыль, фосфаты, свинец, ртуть, занимающие пространство, верхние слои литосферы при поверхностной добыче сырья (щебень, песок).

В 60-е годы ХХ века садили лесополосы, кто бывал на юге видел их вдоль дорог, в основном садили дикие абрикосы – жерделу для охраны почв степей от ветровой эрозии. Особенно возросли темпы роста ингридиентных и параметрических загрязнений не только в качественном, но и в количественном отношении. Схема поступления загрязняющих веществ в организм человека и участвующие в этом процессе элементы окружающей человека среды:

Антропогенное воздействие на атмосферу может быть прямое и косвенное , т.е. воздействие деятельности человека на окружающую среду, отражающееся на ее ресурсах и вызывающее изменения биосферы. Рассмотрим типы антропогенного воздействия. Атмосфера загрязняется прежде всего в результате сжигания ископаемого топлива – углей, нефти, природного газа, а также сжигания древесины. Загрязнения поступают в атмосферу в виде твердых частиц (пепел, сажа) и в газообразном виде (SО 2 ; NО х, СО – окись углерода, и в меньшем количестве – другие вещества). Крупный загрязнитель атмосферы – химическое производство (кроме SО 2 ; NО х в зависимости от характера производства в атмосферу попадают частички металла, органических веществ и т.д.). Но самый большой «вклад» в загрязнение атмосферы городов вносит автомобильный транспорт . Прежде всего это касается выхлопных газов двигателей, которые не только содержат СО, альдегиды и другие углеводороды, но и способствуют (особенно в солнечную жаркую погоду) образованию т.н. химического смога с повышенным содержанием озона. Атмосферные загрязнения действуют на организм человека, прежде всего через дыхательную систему. На схеме представлены виды пыли, и пути ее проникновения в организм человека.
Конечно, твердые частички вредных веществ отчасти задерживаются эпителием слизистой оболочки дыхательных путей(в носоглотке в бронхах), и чем больше по размеру вдыхаемые частицы, тем скорее они задерживаются в верхних отделах дыхательных путей, а частицы, осевшие в носоглотке и гортани, могут устраняться откашливанием. Частицы же меньше 5 мкм попадают в легкие, и чем частицы меньше – тем глубже. Твердые загрязнения, находящиеся в воздухе (пыль), попадая в организм, вызывают ряд серьезных осложнений и наносят вред здоровью человека. Их влияние различно в зависимости от величины пылевых частиц, их характера и химического состава. Самой опасной является токсичная (ядовитая) пыль. Она образуется, к примеру, при обработке меди, цинка и других металлов. Действуя как яд, она образует у вдыхавшего, временное или хроническое отравление. Поэтому очень важно при работе на таких производствах соблюдать правила безопасности и гигиенические предписания. Изменения в организме вызывает и инертная в химическом отношении (инертные частицы) пыль. Легкие людей, живущих длительное время в запыленной среде, покрываются серым налетом, утрачивают эластичность, дыхание становится затрудненным. «Запыленность» легких часто наблюдается у шахтеров, особенно при несоблюдении ими гигиенических предписаний. Пыль, частицы которой имеют острую форму, особенно кремневая (кварцевая) пыль, разрушают легочную ткань, вызывает силикоз. Этим заболеванием страдают люди, работающие в шахтах, каменоломнях, а также лаборанты, стоматологи, стеклодувы. Особой пылью является пыльца и другие химически активные компоненты живой природы (различные микроорганизмы), а также некоторые химические вещества (например. моющие средства). Они вызывают аллергию. Наиболее частым проявлением этой болезни является насморк, приступы кашля (астматического характера), различные кожные высыпания. Раздражение дыхательных путей пылью вызывает воспаление бронхов, которое обостряется курением. Газообразные вредные вещества, проникая в дыхательную систему, также вызывают болезненные реакции организма. Очень высокое (400 – 500 мг/м 3) содержание SО 2 в воздухе, например, при аварийных ситуациях, может привести к резкому сужению дыхательных путей, и человек задохнется. Уже при содержании 1,5 мг/м 3 SО 2 появляется ощущение легкого удушья, а более высокое его содержание раздражает слизистую оболочку и вызывает воспаление дыхательных путей. Оксид серы попадает в кровь

Биологические загрязнения делятся на две группы:

─ биотическое загрязнение, связанное с биологическими факторами (распространение сорной растительности, налет саранчи и т.д.);

─ микробиологическое, связанное с распространением болезнетворных микроорганизмов и вирусов (эпидемии гриппа, СПИД), а также выбросов в окружающую среду микроорганизмов-продуцентов в результате работы биотехнологических предприятий (клеток дрожжей рода Саndida при производстве кормовых дрожжей, спор плесневых грибов при производстве ферментов, антибиотиков, различных бактерий при генноинженерных манипуляциях и действиях вооруженных сил).

По агрегатному состоянию загрязнители делят на газообразные (сернистый ангидрид, углекислый и угарный газы, нитрозные газы, сероводород и т.д.), жидкие (сточные воды промышленных предприятий и бытовые стоки, содержащие в растворенном состоянии практически все элементы таблицы Д.И. Менделеева, в различных, иногда очень опасных, соединениях, а также различные микроорганизмы) и твердые (отходы пустой породы после производства фосфорных удобрений, калийной соли, каменного угля и т.д.).

По масштабам и распространению загрязнения делятся на локальные (местные – города и промышленные районы), региональные и глобальные, или трансграничные (за счет переноса воздушными массами).

Важнейшим параметром, определяющим масштабы распространения загрязнителя в атмосфере, является время его жизни в ней. Выбросы с большим временем жизни в атмосфере (годы, месяцы) способны распространяться в окружающей среде в глобальном масштабе независимо от места их выброса – это углекислый газ, фреоны, радионуклиды с периодом полураспада от месяца и больше. Таким образом, наличие таких выбросов от промышленного предприятия приводит к загрязнению атмосферы в глобальном масштабе и является проблемой многих стран.

Выбросы оксидов серы, азота, пестицидов, тяжелых металлов с ограниченным (обычно несколько суток) временем жизни в атмосфере приводят к загрязнению в региональном масштабе. За пределами региона концентрация загрязнений быстро падает, однако в следовых количествах может наблюдаться повсеместно.

Загрязнения в локальном масштабе возникают в результате выбросов вредных веществ с малым временем жизни (грубодисперсные аэрозоли, сероводород и другие вещества, а также оксиды серы и азота, если они выбрасываются из низких источников).

В зависимости от периодичности различают постоянные (непрерывные) и периодические (залповые), в том числе аварийные, выбросы. Наибольший вклад в загрязнение атмосферы вносят автотранспорт, энергетика, химическая и строительная промышленности. Количество загрязняющих веществ в мире огромно, и число их растет вслед за развитием новых технологических процессов. Однако, есть приоритетные (если можно употребить такое выражение в данном случае) загрязняющие вещества как в локальном, так и в глобальном масштабе:

─ зола, пыли, аэрозоли;

─ диоксид серы (особенность его распространения и вредного воздействия заключается в вымывании его из атмосферы и попадании образующейся серной кислоты и сульфатов на растительность, почву, водоемы в виде кислотных дождей);

─ сероводород;

─ тяжелые металлы: в первую очередь хлориды свинца, кадмия, ртути (с учетом цепочек ее миграции и превращения в высокотоксичную метилртуть), оксид цинка;

─ некоторые канцерогенные вещества, в частности бенз(а)пирен;

─ нефть и нефтепродукты (особенно в морях и океанах);

─ хлорорганические пестициды (применяемые в агроценозах);

─ силикаты (строительные материалы);

─ оксид углерода и оксид азота (в городах, в результате транспортных выбросов);

─ радионуклиды и другие радиоактивные вещества (в результате бомбардировки Хиросимы и Нагасаки, испытательных взрывов атомных бомб и катастрофы на ЧАЭС);

─ диоксины (опасные загрязняющие вещества из класса хлоруглеводородов, возникающие в результате применения различных хлорсодержащих соединений).

В общем объеме выбросов вредных веществ главными загрязнителями – поллютантами в атмосферном воздухе являются твердые частицы (98% выбросов), диоксид серы и оксид углерода.

Техногенное загрязнение почв и способы его предотвращения .

Проблема загрязнения почв была всегда актуальна, ведь наш век развитых технологий в атмосферу, и впоследствии в почву попадает много вредных веществ . Они нарушают, уничто-жают все полезное в почве. Долг людей сохранить почву.

Цель : Изучить техногенное загрязнение почв Пермского края и способы его предотвращения.

Задачи :

Проанализировать экологическое состояние почв Пермского края

Выявить источники загрязнения

Установить последействие техногенного загрязнения почв

Предложить способы защиты почвы от загрязнения.

Население Земли составляет сегодня 7 млрд. человек. На каждого жителя приходится по 3 га земельных ресурсов и всего по 0,25 га пахотных угодий. Резервы пахотных земель иссякают, освоение новых земель сдерживается неблагоприятными природными условиями. К 2050 году по прогнозам учёных население Земли составит около 12,5 миллиардов человек. Следовательно, необходимо увеличить выпуск продуктов в 2-3 раза. В последние годы увеличение производства продуктов питания обеспечивается на 90% в результате повышения урожайности с/х культур и лишь на 10 % в результате расширения посевных площадей. Экологическая безопасность на сегодняшний день – один из приоритетов при производстве сельскохозяйственной продукции. Человечество получает из почвы 95 % всех продуктов питания, поэтому забота о сохранении почвенного плодородия, «здоровья» почвы является важнейшей задачей аграрной науки и сельхозтоваропроизводителей. Являясь важнейшей жизнеобеспечивающей сферой, почва постоянно испытывает различные воздействия, обусловленные человеческой деятельности. Сегодня около 15% территории России относятся к зонам экологического неблагополучия. Площадь Пермского края составляет 160236,5 км 2 , население в 2007 года – 2,90 млн. человек. Пермский край занимает 14 место в России и 4 на Урале по объёму промышленного производства. Выброс загрязняющих веществ в атмосферу по краю в целом составляют 735 тыс. т/год, из них 613 тыс. т/год – из стационарных источниках, 122 тыс. т/год – от автотранспортных средств. Такие города, как Березники, Пермь и Соликамск, входят в список городов с максимальными концентрациями загрязняющих веществ в атмосферном воздухе , превышающими в 10 раз ПДК (по данным ГОСКОМ экологии России). Наиболее высоким уровнем токсичных выбросов характеризуется г. Чусовой, Лысьва, Березники, Краснокамск, Губаха. Масса загрязняющих веществ, поступивших в атмосферу г. Пермь в 2000 году от промышленных предприятий составила 46777,5 тонн. Существует четыре основных источника загрязнения:

1) Промышленность – Наибольшее количество загрязняющих веществ от промышленных источников выбрасывается в воздух на территории Индустриального района, далее в порядке убывания – Орджоникидзевский, Свердловский, Кировский, Дзержинский и Ленинский..

2) Автомобильный транспорт также влияет на загрязнения атмосферного воздуха Перми (всего 181553 единицы автотранспорта в г. Перми, из них 121280 – личные автомобили). Состав выбросов от автотранспорта включает в себя также основные загрязняющие вещества: оксид углерода, углеводорода, оксид азота, сернистый ангидрид, сажа и др. В общем загрязнении атмосферы г. Перми доля выбросов этих веществ автотранспортом составляет: оксид углерода – 80%, оксид азота – 10%, сажи – 9%.

3) Сельское хозяйство загрязняет почву – тяжелыми металлами и другими токсинами. Всем известно, что удобрения – это , но удобрения содержат в своем составе примеси тяжелых элементов и тоже являются источниками загрязнения почвы. Среди традиционных удобрений наибольшими загрязнителями являются фосфорные удобрения.

4) Бытовые отходы . Городские свалки промышленного и бытового мусора занимают большие площади. В составе мусора могут оказаться ядовитые вещества, такие, как ртуть или другие тяжелые металлы, химические соединения, которые растворяются и попадают в почву, водоемы, грунтовые воды. Могут попасть в мусор и приборы , содержащие радиоактивные вещества. Количество накапливающегося мусора постоянно растет. Сейчас его на каждого горожанина приходится от 150 до 600 кг в год.

Загрязнения почвы промышленными отходами и интенсивное применение средств химизации создает опасность получения растениеводческой продукции с повышенным содержанием тяжелых металлов. Поступая в почву в результате техногенного загрязнения, тяжелые металлы в больших количествах в первую очередь влияют на биологические свойства почвы (приводят к снижению числа и видов микроорганизмов), а также на химические и физические её свойства, разрушая, таким образом, её плодородие в целом. Из почвы тяжелые металлы поступают в растения, нарушая в них обмен веществ. Все это в итоге снижает уровень продуктивности. Таблица1

Снижение урожайности с/х культур в зависимости от расстояния загрязнителей, %

Культура	Расстояние, км
	2 – 3	5
Пшеница	18 – 19	9 – 10
Рожь	15	7,6
Ячмень	24,4	12,2
Овес	31,1	15,5
Картофель	35 – 47	18 – 24
Клевер	33,1	16,6

В Пермском крае преобладают почвы подзолистого и дерново-подзолистого типа (около 70 %), которые характеризуются не высоким плодородием и имеют низкий уровень устойчивости к техногенному загрязнению.

1.Важнейшим способом защиты почв и с/х продукции от техногенного загрязнения является известкование. Известкование не только повышает плодородие почв и урожайность культур, но и снижает подвижность тяжелых металлов и способствует их закреплению в почве в виде прочных комплексов. Тяжелые металлы становятся малодоступными для растений.

2.Для поддержания способности почвы к самоочищению необходимо постоянное поступление свежего органического вещества. Это могут быть традиционные органические удобрения (навоз) и такие как торф, осадок сточных вод, солома и д.р. Органические удобрения снижают подвижность тяжелых металлов за счет связывания их в прочные комплексы с органическим веществом. Для реального снижения тяжелых металлов в растениях рекомендуется вносить не менее 10 т/га органического удобрения, преимущественно торфа.

3.Фосфоритование почв. Увеличивая содержание фосфора в почве, мы тем самым связываем токсичные вещества, особенно тяжелые металлы в прочные комплексные соединения , что приводит к получению экологически чистой продукции. Фосфаты цинка и кадмия являются труднорастворимыми соединениями и не доступны для растений.

4.Введение в севообороты бобовых культур позволяет не только приостановить ухудшение плодородия почвы, но и получать экологически чистую продукцию. Запашка зеленой массы клевера, вики, гороха, бобов, люпина позволяют практически без применения удобрений получать высокую урожайность культур с хорошим качеством продукции.

5.Подбор культур на загрязненных почвах. Установлено, что культуры обладают различной устойчивостью к загрязнению тяжелыми металлами. По степени устойчивости к токсикантам растения можно расположить в следующем порядке : злаковые травы > зерновые> картофель> овощи. На загрязненных почвах следует размещать культуры, у которых в пищу идут части растений слабо накапливающие тяжелые металлы – это томаты, картофель, бахчевые или технические культуры - лен, конопля, картофель для производства крахмала, сахарную свеклу на сахар. На загрязненных почвах нельзя выращивать продукты для производства детского питания.

6.При очень высокой степени загрязнения почвы существуют два пути ее оздоровления:

Культивирование растений сильно поглощающих токсичные вещества с последующим их отчуждением с поля и утилизацией.

Механическое удаление верхнего пораженного слоя земли и замена его новым. Это очень дорого и используется редко (при техногенных катастрофах).

Биологическая взаимосвязь между почвой и человеком осу­ществляется главным образом путем обмена веществ. Почва является как бы поставщиком минеральных веществ, необхо­димых для цикла обмена веществ, для роста растений, потреб­ляемых человеком и травоядными животными, съедаемыми в свою очередь человеком и плотоядными животными. Таким об­разом, почва обеспечивает пищей многих представителей расти­тельного и животного мира. Следовательно, ухудшение качества почвы, понижение ее биологической ценности, способности к самоочищению вызы­вает биологическую цепную реакцию, которая в случае продол­жительного вредного воздействия может привести к самым различным расстройствам здоровья у населения . Резюмируя всё вышесказанное, можно констатировать, что проблема бытового загрязнения почв очень распространена в наше время и решение требует совместных усилий.

Этот подраздел посвящен техногенному загрязнению экосферы и среды обитания человека. Техногенное загрязнение среды является наиболее очевидной и быстродействующей негативной причинной связью в системе экосферы: «экономика, 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.

Под загрязнением в широком смысле слова понимается привнесение в экологическую среду новых (обычно не характерных для нее) физических, химических, биологических агентов. Этим термином характеризуются все тела, вещества, процессы, которые появляются «не в том месте, не в то время и не в том количестве, какое естественно для природы». Хорошим примером этой формулы служит озон. В верхних слоях атмосферы он нужен как экран, защищающий нас от ультрафиолетового излучения, а в приземном воздухе он считается загрязнителем, токсичным для многих организмов.

Классификация техногенных воздействий, обусловленных загрязнением среды, включает следующие основные категории.

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

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, степень опасности и риска); пространственные масштабы, распространенность (локальные, региональные, глобальные).

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.

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, около-земное 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 представляют 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 химическн 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. роllutiо - 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 .

Одним из следствий бурного развития промышленности и сельского хозяйства в результате научно-технической революции второй половины XX в. стало обострение проблемы отходов.

Социологи вывели прямую зависимость между ростом благосостояния и количеством бытовых отходов (мусора). Отходы - это то, что не может использоваться в данном производстве. Таким образом, объемы отходов определяются исходя из данного уровня развития технологии. Если первоначально решение проблемы виделось преимущественно в их уничтожении - закапывании, сбрасывании в моря, сжигании, то с усилением загрязнения окружающей среды на передний план вышли иные, экологически более приемлемые меры устранения отходов: их сортировка и повторное использование - рециклинг ресурсов .

В 1970-е годы в условиях роста цен на сырье важность защиты окружающей среды от загрязнения была дополнена необходимостью принятия неотложных мер, направленных на энерго- и ресурсосбережение. Именно с этого времени проблема рециклирования ресурсов (с перспективой создания систем замкнутого производственного цикла) стала актуальна во всем мире.

В начале 70-х годов академик Б.Н. Ласкорин впервые высказал мысль о том, что отходы не являются фатальной неизбежностью. Более того, количество отходов - точный индикатор совершенства или несовершенства любой технологии. Многие из сегодняшних отходов - это невостребованные обществом доходы, которые нам еще предстоит открывать как древние клады.

По предложению СССР ООН в 1979 г. приняла Декларацию по безотходной технологии. Однако проблема отходов имеет не только экологический, но и экономический аспект: создание безотходных процессов и циклов, рециклирование ресурсов позволяют экономить топливно-сырьевые материалы, повышают эффективность экономики. Академик П.Л. Капица писал, что мир идет к тому, чтобы в производственном кругообороте основой стало вторичное сырье .

Что касается нашей страны, в Казахстане накоплено более 22 млрд. тонн отходов, из них более 16 млрд. тонн техногенных минеральных образований и около 6 млрд. тонн промышленных отходов, из них токсичных - около 250 млн. тонн. В Казахстане основная масса твердых бытовых отходов без разделения на компоненты вывозится и складируется на открытых свалках, 97% которых не соответствуют требованиям природоохранного и санитарного законодательства. Менее 5% твердых бытовых отходов в республике подвергается утилизации или сжиганию.

В Костанайской области на всех имеющихся 27 полигонах для хранения твердых бытовых отходов (ТБО) допускаются нарушения экологических и санитарно-эпидемиологических норм.

«В нарушение статьи 298 Экологического кодекса РК хранение бытовых отходов осуществлялось вне специально оборудованных мест и без соблюдения режимов захоронения. Повсеместно допускается совместное складирование ТБО и жидких отходов, а также захоронение трупов павших животных, обезвреживание которых должно осуществляться на специальных скотомогильниках. Факты захоронения трупов павших животных на полигонах ТБО установлены в деятельности ГКП «Кайранколь» (Узункольский район), а также ТОО «Жардем» (Тарановский район)». Проверкой «Северного» и «Южного» полигонов ТБО города Костаная, обслуживаемых ГКП «Тазалык-2000» уcтановлено, что в нарушение санитарно-предельно допустимые значения массы складируемых и захороняемых отходов потребления. По информации пресс-службы, в ходе проверки также установлены факты неэффективного и необоснованного использования бюджетных средств при захоронении ТБО. В частности, ГУ «Отдел жилищно-коммунального хозяйства, пассажирского транспорта и автомобильных дорог акимата Карасуского района» с ГКП «Алга» заключен договор на предоставление услуг по содержанию полигона ТБО на сумму 1,5 млн тенге . Договором предусматривалось строительство на полигоне помещения для сторожей и персонала стоимостью 400 тыс. тенге. Согласно актам выполненных работ, строительство указанного объекта было завершено и отделом жилищно-коммунального хозяйства произведена оплата. Однако фактически строительно-монтажные работы не проводились.

Более того, вышеназванное ГКП лицензии на право осуществления градостроительной и строительной деятельности не имеет, следовательно, работы по строительству на полигоне необоснованно использованы бюджетные средства в размере 665,7 тыс. тенге по договору с ТОО «Кызыл Агаш» на очистку берегов реки Тобол. Прокуратурой области в целях эпидемиологических правил и норм по коммунальной гигиене территория полигонов не забетонирована, отсутствуют освещение, дезинфицирующие установки, а также переносные сетчатые ограждения, применяемые для разгрузки мусоровозов и складирования отходов .

Также, в нарушение экологических норм, на полигонах отсутствуют контрольно-измерительные приборы, в результате чего невозможно определить ТБО помещения для сторожей и персонала.

Несмотря на это, отделом жилищно-коммунального хозяйства, пассажирского транспорта и автомобильных дорог акимата Карасуского района 18 июля 2008 года подписан фиктивный акт приемки выполненных работ.

Аналогичный факт выявлен и в деятельности ГУ «Управление природных ресурсов и регулирования природопользования акимата Костанайской области», которым устранения перечисленных нарушений законности в адрес акима области было внесено представление. По результатам рассмотрения представления в местный бюджет возмещено 665,7 тыс. тенге, к дисциплинарной ответственности привлечено шесть должностных лиц. При этом директор ГКП «Алга» акимата Карасуского района освобожден от занимаемой должности .

Современный образ жизни человеческого общества приводит к тому, что человек оказывается в условиях воздействия естественного радиационного фона, которому он не подвергался бы, если бы не была разработана та или иная технология. Примерами таких случаев являются полеты на самолетах, использование природного топлива для приготовления пищи и отопления, использования фосфорных удобрений в сельском хозяйстве, добыча и переработка природных ресурсов в различных отраслях промышленности и т.д.

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.

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, разнообразий и токсичности множества производимых веществ. В мировой химической номенклатуре значится более 10 млн химических соединений; ежегодно их число возрастает на несколько тысяч. В заметных количествах производится и предлагается на рынке более 100 тыс. веществ, в массовых масштабах производится около 5 тыс. веществ.

Однако подавляющее большинство производимых и используемых веществ не оценены с точки зрения их токсичности и экологической опасности .

Стрессы природных экосистем обусловлены внесением в них извне различных токсикантов, радионуклидов, и других вредных факторов окружающей среды. Самоочищающая способность биосферы, основанная на жизнедеятельности почвенных микроорганизмов, испытывает колоссальные перегрузки из-за все более возрастающих поступлений в нее техногенных отходов уранодобывающей промышленности.

Требуется оценка в строгой количественной форме экологического вреда радиоактивного загрязнения .

Почвы Южного Казахстана подвергаются активной эрозии, вторичному засолению, заболачиванию и загрязнению химическими веществами. Почвы Северного Казахстана (зерновые районы) подвергаются дегумификации, ведущей к потере плодородия, интенсивной водной и ветровой эрозии, местами загрязнению промышленными химическими стоками и радионуклидами. Потери гумуса в этих регионах за последние 40-50 лет составили от 10 до 35 процентов. Каштановые почвы Семипалатинского атомного полигона интенсивно загрязнены радионуклидами.

В целом современное экологическое состояние почвенного покрова Казахстана характеризуется как крайне напряженное, местами катастрофическое. Влияние на экосреду добычи урана и подземных ядерных взрывов .

Если посмотреть на геологическую карту Казахстана, то мы увидим, что центр Казахстана в меридиональном направлении рассекается широкой полосой урановых месторождений. Для военно-промышленного комплекса это настоящий Клондайк. Военно-промышленный комплекс издавна и прочно овладел этими местами. Здесь расположен большой комплекс уранодобывающих предприятий. На севере: Целинный горно-химический комбинат, добывающий уран как шахтным способом, так и методом подземного кислотного выщелачивания. В центре: месторождения, сосредоточенные в Чу-Сарысуйской и Сырдарьинской впадинах. Добыча урана производится исключительно методом подземного кислотного выщелачивания. На юге: Кзылсайская группа месторождений. Добыча производится исключительно методом подземного кислотного выщелачивания. Метод подземного кислотного выщелачивания урана - самый варварский по отношению к природе метод добычи.

Над ураноносным слоем пробуривается ряд шурфов. По шурфам под землю закачивается серная кислота. На одну технологическую линию уходит до 400 железнодорожных цистерн серной кислоты и до 1 000 цистерн нитратно-сульфатного раствора. Под землей возникает крайне кислая (рН до 1) жидкая среда, разрушающая урановые соединения. После экспозиции жидкость, содержащую уран, откачивают. Из раствора извлекают уран, а кислотный шлам закачивают назад под землю. На каждый добытый 1 кг урана приходится 86,7 кг серной кислоты. Такой метод добычи урана используется уже около 20 лет .

Одним из важнейших решений Казахстана за 12 лет (2004 год) независимого существования был отказ от обладания ядерным оружием и поддержка усилий международного сообщества в борьбе с распространением оружия массового уничтожения (ОМП).

За 40 лет ядерных испытаний свыше миллиона казахстанцев получили опасные дозы радиации. Эти обстоятельства побудили Назарбаева бросить вызов Москве и еще в 1991 году закрытъ ядерный полигон. 9 месяцев спустя Казахстан отрекся от ядерного оружия, доставшегося в наследство от СССР.

Последствия ядерной войны необратимы. Если различные физические эффекты, возникающие при ядерных взрывах, можно рассчитать достаточно точно, то предсказать последствия их воздействий сложнее. Исследования привели к заключению, что не поддающиеся предварительной оценке следствия ядерной войны столь же значительны, как и те, которые могут быть рассчитаны заранее.

Возможности защиты от воздействия ядерного взрыва весьма ограничены. Невозможно спасти тех, кто окажется в эпицентре взрыва. Всех людей спрятать под землю нельзя; это осуществимо только для сохранения правительства и руководства вооруженных сил. Кроме упоминаемых в руководствах по гражданской обороне способах спасения от жара, света и ударной волны, имеются практичные способы эффективной защиты только от радиоактивных осадков.

На распределение радиоактивных осадков будут влиять погодные условия. Разрушение плотин может привести к наводнениям. Повреждения атомных электростанций вызовут дополнительное повышение уровня радиации. В городах обрушатся высотные здания и образуются груды обломков с погребенными под ними людьми. В сельской местности радиация поразит посевы, что приведет к массовому голоду. В случае ядерного удара зимой уцелевшие при взрыве люди останутся без укрытий и погибнут от холода.

Повышенные дозы радиации приводят к росту раковых заболеваний, выкидышей, патологий у новорожденных.

На животных было экспериментально установлено, что радиация поражает молекулы ДНК. В результате такого поражения возникают генетические мутации и хромосомные аберрации; правда, большинство таких мутаций не переходит к потомкам, поскольку приводят к летальным исходам.

Первым пагубным воздействием долговременного характера явится разрушение озонового слоя. Озоновый слой стратосферы экранирует земную поверхность от большей части ультрафиолетового излучения Солнца. Это излучение губительно для многих форм жизни, поэтому считается, что образование озонового слоя около 600 миллионов лет назад стало тем условием, благодаря которому появились многоклеточные организмы и вообще жизнь на Земле .

Согласно докладу национальной академии наук США, в мировой ядерной войне может быть взорвано до 10 000 Мт ядерных зарядов, что приведет к разрушению озонового слоя на 70% над Северным полушарием и на 40% - над Южным. Эти разрушения озонового слоя повлекут за собой губительные последствия для всего живого; люди получат обширные ожоги и даже раковые заболевания кожи; некоторые растения и мелкие организмы погибнут мгновенно; многие люди и животные ослепнут и потеряют способность ориентироваться.

В результате крупномасштабной ядерной войны произойдет климатическая катастрофа. При ядерных взрывах загорятся города и леса, облака из радиоактивной пыли окутают Землю непроницаемым покрывалом, что неминуемо приведет к резкому падению температуры у земной поверхности. После ядерных взрывов суммарной силой 10 000 Мт в центральных районах континентов Северного полушария температура опустится ниже 30 градусов Цельсия.

Температура вод мирового океана останется выше нуля, но из-за большой разности температур возникнут жестокие штормы. Затем спустя несколько месяцев, к Земле прорвется солнечный свет, но, по-видимому, богатый ультрафиолетом из-за разрушения озонового слоя. К этому времени уже произойдут гибель посевов, лесов, животных и голодный мор людей. Трудно ожидать, что где-либо на Земле уцелеет хоть какое-то человеческое сообщество .

До сих пор мы рассматривали проблемы экологии сквозь призму событий, происходивших на Семипалатинском ядерном полигоне. Настала пора взглянуть на Казахстан в целом и увидеть, что уничтожение природы, а вместе с природой - и людей происходило во всех краях. На сегодняшний день Казахстан является самой грязной в радиоэкологическом отношении страной мира, на сегодняшний день многие регионы Казахстана представляют собой нечто, что остается на территории после применения врагом оружия массового уничтожения.

Если посмотреть в суть дела, мы обнаружим, что оружие массового уничтожения, в отличие от стрелкового или артиллерийского оружия, поражает не отдельных людей, а окружающую людей среду. Биологическое оружие загрязняет окружающую среду микробами, химическое оружие загрязняет воздух, воду, растения и пищу отравляющими веществами, ядерное оружие загрязняет природу губительными радионуклидами.

Иными словами, любой вид оружия массового уничтожения превращает окружающую среду в настоящий ад, и люди, не выдерживая адских условий, рано или поздно погибают.

Экологическое неблагополучие Казахстана, вызванное испытаниями различных типов оружия, ракет, «мирными» подземными взрывами, хищнической добычей минералов, нефти и газа, недозируемой промышленной нагрузкой, привело к тому, что на воображаемой экологической карте Казахстана (настоящей карты еще не существует) можно найти немало мест, уже превращенных в безжизненный ад; немало мест, откуда людей необходимо эвакуировать; немало мест, откуда людям нужно выбираться самостоятельно, поскольку санитарные показатели состояния окружающей среды еще не перешли границ «норм», основанных, увы, на искусственно завышенных представлениях о толерантности людей к внешним вредностям .

Нефтедобыча является основной и наиболее динамично развиваюшейся отраслью экономики Республики Казахстан. Нефтяники обеспечивают значительную часть национального валового продукта, бюджетных доходов и валютных поступлений в страну. Нефтегазовые проекты стали катализатором инвестиционной активности в Казахстане. По имеющимся сведениям, на территории казахстанского Прикаспия объем разлитой нефти составляет около 5 млн. т, общая площадь замазученности земель - более 19 тыс. га. Почвенный слой пропитан нефтью на глубину от десятков сантиметров до 10 метров.

Негативное влияние нефтяного загрязнения земель характеризуется нарушением естественного ландшафта местности и потерей сельскохозяйственных земель; повышением уровня почвенных вод, и, как следствие, образованием мелких засоленных озер; гибелью водоплавающих птиц и мелких животных; испарениями углеводородов с поверхности, и как следствие, загрязнением воздушного бассейна вокруг нефтепромыслов; экономическими потерями, связанными с иммобилизацией нефти в амбарах-накопителях.

Остро стоит проблема нефтяных разливов - вследствие того, что свыше 60% трубопроводов уже имеют 100%-ный износ. Это касается не магистральных, а промысловых трубопроводов, поскольку средства в их реконструкцию никогда не вкладывались, поэтому сейчас необходимо заставить нефтяные компании вкладывать деньги в природоохранную систему.

Нефтепромыслы, расположенные в Атырауской области (за исключением Тенгиза), находятся на поздней стадии разработки и добычи нефти. Применение отсталой технологии и устаревшего оборудования на нефтепромыслах приводило к частым и многочисленным авариям, утечкам нефти из устьевого оборудования скважин, порывам внутрипромысловых и магистральных нефтепроводов. В результате сложившейся практики нефтедобычи территория всех старых нефтепромыслов Атырауской и Мангистауской областей находится в замазученном состоянии.

В отдельных местах за счет сброса нефти непосредственно на почву, предварительно огороженную земляной дамбой, образовались нефтяные озера (амбары).

Экстраординарная роль рационального использования ресурсов в современной хозяйственной жизни страны обусловливает необходимость не простой разработки и внедрения комплекса мероприятий, а построения в целом народнохозяйственной модели ресурсосберегаюшего типа. Она должна создаваться путем последовательного учета факторов РИСР на всех уровнях управления (при выработке экономической политики, методов хозяйственного руководства, систем организации производства), целенаправленного совершенствования действующих и создания новых оргструктур, адекватных данной модели хозяйствования.

Проводимая коренная реформа управления экономикой Казахстана уже в значительной мере обозначила наиболее существенные параметры именно такой модели. Вместе с тем, остается нерешенным еще ряд проблем как теоретического, так и практического порядка.

В их числе: обоснование теоретико-методологического подхода к формированию эффективной схемы рационального использования сырьевых ресурсов; разработка общей концепции построения обсуждаемой модели хозяйствования, принципов ее функционирования и саморазвития; придание данной модели целостного вида, описание конкретных ее элементов.

Таким образом, всесторонне позитивное воздействие совокупности факторов на потребление ресурсов может достигаться при условии органичного сочетания экономических, технико-технологических, организационных, административных и социальных методов.

Переход к экологически безопасному и устойчивому развитию в настоящее время становится одним из приоритетных направлений стратегии развития Казахстана. В условиях дефицита материальных и финансовых средств их необходимо направлять на решение приоритетных, наиболее острых экологических проблем.

В 2001 г. затраты на охрану окружающей среды в целом по нефтегазовой отрасли составили 28,6 млн. долл. Затраты на мониторинг загрязнения недр за этот же период составили 2,546 млн. долл. .

Экологические проблемы освоения нефтяных и газовых месторождений Казахстана имеют свои региональные особенности - географические, геологические, геодинамические, технологические, а также социально-экономические.

Особый отпечаток на экологическую ситуацию накладывает тот факт, что до последнего времени природоохранный вопрос практически уступал выполнению плановых заданий по добыче нефти и газа и не находил должного решения в технико-экономических обоснованиях проектов.

Актуальными направлениями в области охраны природы при добыче и переработке нефти и газа являются: создание экологически чистых процессов; утилизация отходов; очистка газовых выбросов нефтехимических производств; очистка сточных вод; мониторинг загрязнения нефтью и нефтепродуктами окружающей среды и др. Предотвращения столь мощного негативного воздействия на окружающую среду в условиях интенсификации процессов добычи и переработки углеводородного сырья можно достичь лишь с увеличением уровня комплексного использования углеводородного сырья, т.е. полного извлечения полезной части ресурсов и доведения количества отходов до разумного минимума .

Установление экономико-экологических и технологических приоритетов в нефтегазовом комплексе подразумевает сочетание следующих дополнительных мер: совершенствование экономико-экологической и технологической политики; тщательная привязка расходов к экономически высокоэффективным нефтяным проектам; развитие организационной инфраструктуры и создание соответствующего потенциала, включая подготовку кадров, образование и программы обмена.

Сегодня в реализации целей эффективного управления нефтегазовыми ресурсами следует исходить из того, что основная трудность - это преодоление противоречия между объектом управления - окружающей природной средой, с одной стороны, и территориальной ограниченностью сферы действия принимаемых управленческих решений (границы района, области, республики) - с другой.

В настоящее время платежи за природные ресурсы регламентируются следующими Законами Республики Казахстан: «Об охране окружающей среды», «О недрах и недропользовании», «О налогах и других обязательных платежах в бюджет» (Налоговый кодекс) и др. Для каждого предприятия органами охраны природы устанавливаются лимиты выбросов загрязняющих веществ в природную среду - на основе нормативов предельно-допустимых выбросов (ПДВ) или сбросов (ПДС).

На период достижения предельно-допустимых норм устанавливаются лимиты природопользования с учетом экологической обстановки в регионе и технического оснащения природоохранного оборудования. Для строящихся предприятий лимиты устанавливаются на уровне ПДВ (ПДС). Сроки достижения нормативных уровней по годам определяются на основе региональных или республиканских природоохранных программ. Платежи взимаются как за установленные, так и за сверхустановленные лимиты выбросов загрязняюших веществ .

Проблемы Казахстанского Прикаспия являются частью общих ключевых проблем всего каспийского сектора. Для их решения необходимы современные мероприятия по сбалансированному использованию биоресурсов и углеводородного сырья. Казахстан является одной из 5 частиц международной каспийской экологической проблемы.

Целью этой долгосрочной программы является оздоровление и сохранение чувствительной экологической системы Каспия. Активная позиция РК нашла отражение в возложении ответственности на Казахстан за деятельность руководящего комитета.

Благодаря широкому применению нефти ее добыча увеличилась с 10 млн. баррелей в день в 1950 годах до 65 млн. баррелей в 1990 г. И за эти 40 лет нефть стала основным источником сырья в мире. Нефть стала играть ключевую роль в международных отношениях. В 1960 г. была создана ОПЕК (организация стран экспортеров нефти), в которую вошли Иран, Ирак, Кувейт, Саудовская Аравия, Венесуэла.

На Каспии не было еще крупных экологических катастроф подобных катастрофе 1989 г. в Заливе принца Вильяма на Аляске, когда нефтяной танкер Эксон Вальдес напоролся на подводный риф. Тогда в море вылилось около 240 тысяч баррелей нефти, что привело к загрязнению 1600 км береговой линии, включая побережье 3 национальных парков и 5 заповедников. Несмотря на меры по ликвидации последствий аварии, природе был нанесен непоправимый ущерб.

Проблемы добычи нефти на Каспии не могут не волновать. Выбросы нефти в море происходят при мойке танкеров, при авариях на морских нефтедобывающих платформах, при ее транспортировке. По поверхности воды тонкой пленкой разливается нефтяное пятно. Что привело к уменьшению количества рыб осетровых пород на Каспии и приводит к массовой гибели Каспийских тюленей и птиц.

Быстрый рост населения земного шара, промышленного и сель­скохозяйственного производства сопровождается резким увеличе­нием органических и неорганических отходов производства и про­дуктов потребления, сброс которых вызывает почти повсеместное загрязнение природных вод. Процесс этот быстро прогрессирует во времени, охватывая все большие площади вод суши и Миро­вого океана. Загрязнение отдельных рек, озер и ряда районов Мирового океана достигло таких пределов, что стало нарушать их биологический режим. В обширных районах Земли, стал ощу­щаться недостаток питьевой и технической воды.

Особенно быстро ухудшается санитарное состояние и нано­сится наибольший ущерб рыболовству тех рек и озер, на берегах которых расположены крупные промышленные предприятия и го­рода. Интенсивно загрязняются также изолированные и слабо со­общающиеся с океаном морские бассейны. Все возрастающее загрязнение вредными химическими веществами вод и грунтов в таких бассейнах нередко вызывает появление процессов, которые влекут за собой гибель флоры и фауны, включая массовую гибель ценных пород промысловых рыб.

Однако хотя загрязнение водной среды и приобрело глобаль­ный характер, в настоящее время явно наметилось отставание тенденций роста загрязнений от темпов развития производства. Происходит это благодаря тому, что технический прогресс обес­печивает все более полное использование промышленного сырья и топлива, вследствие чего значительно сокращаются их потери. Широко начинают применяться замкнутые циклы производства, сухая (безводная) технология. Усиливается тенденция перевода предприятий и транспорта на электрическую энергию атомных станций. У всех действующих и вновь строящихся крупных про­мышленных предприятий, как правило, предусматривается соору­жение специального комплекса по очистке сточных вод. В неко­торых случаях эффективность этих мер настолько велика, что отдельные, прежде сильно загрязненные водные объекты, почти полностью очистились и в них началось восстановление флоры и фауны. Этому, естественно, способствует и самоочищающая спо­собность водных бассейнов (которая, однако, ограничена опреде­ленными пределами).

Ежегодно в мире в реки, озера и моря выбрасываются в виде про­мышленных отходов около 6,5 млн. т фосфатов, более 5 млн. т неф­тепродуктов, 2,3 млн. т свинца, 1,6 млн. т марганца и большое коли­чество других химических элементов. Как правило, эти вещества сбрасываются в виде водных растворов, или взвесей, так как вода почти всегда является компонентом технологических процессов. При производстве 1 т чугуна расходуется, в зависимости от ис­пользуемой технологии, от 150 до 200 куб. м воды, для получения такого же количества бумаги требуется 65-110 куб. м, целлюлозы 175-500 куб. м, нефтепродуктов 2-20 куб. м воды и т. д. Наиболь­ший объем загрязненных вод сбрасывается нефтеперерабатыва­ющими, металлургическими, химическими и целлюлозно-бумаж­ными предприятиями. Большое количество химических веществ по­ступает в грунтовые и речные воды с сельскохозяйственных угодий, где они используются в качестве удобрений и для борьбы с вреди­телями сельскохозяйственных культур и лесов. Сильно загрязня­ются водные бассейны нефтепродуктами, сбрасываемыми судами, а также в результате утечки сырой нефти в местах ее добычи (особенно подводной) и при транспортировке нефтепродуктов.

В состав сточных вод, загрязненных отходами промышленности, транспорта, сельского хозяйства и коммунально-бытовых предприя­тий входят органические вещества (органические кислоты, спирты, фенолы, гербициды, детергенты и др.), неорганические вещества (соли, кислоты, щелочи), нефтепродукты, ядовитые вещества (цианиды, мышьяк, соли меди, цинка, ртуть и др.), радиоактивные и бактериологические вещества и др.

По характеру воздействия все загрязняющие вещества можно разделить на три типа агентов: химические, бактериологические и радиоактивные.

§ 1. Химические загрязнения

Из химических загрязнителей водных масс наибольшую опас­ность представляют углеводороды, ядохимикаты (пестициды, ин­сектициды, фунгициды, гербициды), ртуть и детергенты.

Количество загрязняющих веществ в воде обычно ничтожно мало по сравнению с общей ее массой, однако они могут нанести большой вред животным и растениям водного объекта. Этому спо­собствуют три обстоятельства: во-первых, природная способность ряда организмов накапливать продукты загрязнения; во-вторых, большинство из загрязнений локализируется в прибрежных райо­нах, где размножается, питается и растет большая часть рыб и других водных организмов; в-третьих, определенная устойчивость сохранения загрязнений в водной среде.

Очень слабо изучены воздействия промышленных стоков и почти ничего неизвестно о совокупном влиянии загрязнителей на водные организмы. Известно, например, что никель относительно малоток­сичен. Но если он попадает в воду с «медистым стоком», токсич­ность его увеличивается в 10 раз. Практически ничего неизвестно об интенсификации воздействий загрязняющих веществ при уве­личении температуры воды, ее плотности, солености, изменении условий освещенности, перемешивании вод и воздействии других факторов.

Все это является предметом дальнейшего изучения.

Углеводороды - главная составная часть нефти и нефте­продуктов - не только наиболее распространенный, но и наиболее опасный агент загрязнения. Добыча нефти и использование нефте­продуктов быстро растут. Поэтому опасность загрязнения при­родных вод этими веществами постоянно увеличивается, значи­тельно превышая по своим масштабам опасность бактериологиче­ского и радиоактивного заражения.

Нефтепродукты представляют собой сложную смесь углеводо­родов предельного, непредельного, алициклического и ароматиче­ского ряда. В 1968 г. рабочей группой стран СЭВ по унификации методов анализа природных и сточных вод было принято решение считать «нефтепродуктами» наиболее характерную часть нефти и продуктов ее переработки, состоящую из неполярных и малополяр­ных соединений, экстрагируемых гексаном (или петролейным эфи­ром). Это определение ограничивает понятие «нефтепродукты» углеводородами и очень небольшим числом органических соедине­ний, редко сопутствующих углеводородам в природных и сточных водах. В то же время это определение достаточно четко выражает химико-аналитические свойства нефтепродуктов.

Нефть в воде может присутствовать в виде пленки, состоящей в основном из легких маслянистых и маслянисто-смолистых фрак­ций, в виде устойчивой высокодисперсной эмульсии (частицы менее 30 мк) во взвешенном состоянии, в виде сравнительно крупных комочков, прилипших к взвешенным наносам, в растворенном виде (растворимость нефти незначительна - по данным отдельных авто­ров от 2 до 100 мг/л). Тяжелые фракции нефти (30-40%) опуска­ются на дно и образуют очень устойчивый к окислению слой, в ко­тором гибнут обитающие на дне организмы, служащие кормом для рыб. При волнении и резком возрастании скорости придонных течений нефтепродукты на дне могут вновь вовлекаться в гидро­динамические процессы и явиться вторичным источником загряз­нения воды при взмучивании.

Ядохимикаты. Для борьбы с вредителями сельского хозяй­ства и лесов используется большое количество разнообразных ядовитых веществ, которые обладают сильными токсическими и канцерогенными свойствами. С начала второй мировой войны для борьбы с вредителями полей начал широко использоваться дихлордифенилтрихлоратан (ДДТ). Стойкость этого препарата привела к тому, что живые существа, обитающие в воде, воздухе и на зем­ле (в том числе и человек) содержат в настоящее время ДДТ. Сейчас выпуск ДДТ значительно сокращен. Некоторые страны (в том числе и Советский Союз) вообще отказались от его произ­водства и применения.

Ртуть и другие металлы попадают в природные воды вместе с отходами промышленных предприятий и сельского хо­зяйства. Ртуть, в частности, используется для протравливания семян, в целлюлозно-бумажной промышленности, в качестве ка­тализатора при изготовлении поливинилхлорида и в других произ­водствах. Ртуть обладает сильным токсическим действием, мо­жет накапливаться в животных и растительных организмах и передаваться по биологической цепи питания. Около 100 японцев умерло в результате отравления рыбой, выловленной в заливе Минамата, куда сбрасывались отходы завода, изготовляющего поливинилхлорид.

Попадают в воду также сотни тысяч тонн свинца и цинка, ко­торые, как и ртуть, токсичны и накапливаются в больших коли­чествах в водных организмах. Нормальная концентрация меди в морской воде составляет примерно 3 части на миллиард ча­стей воды. Раствор, содержащий одну часть меди на 10 миллио­нов частей воды токсичен для водных организмов. Концентра­ция - одна часть меди на миллион частей воды - убивает съедоб­ных моллюсков менее чем через 2 часа, а способность бурых водорослей производить кислород снижается при этих условиях примерно на 70% в течение 9 дней.

Детергенты относятся к синтетическим поверхностно-активным, очень медленно разрушающимся веществам (напри­мер, мыла «Новость», «Ладога» и др.). Сточные воды, содержа­щие детергенты, загрязняют в основном реки и морские прибрежные зоны. Наличие поверхностно-активных соединений может быть установлено как путем непосредственного измерения поверхностного натяжения, так и по определению интенсивности пенообразований: наличие в воде даже небольшого количества детергентов становится заметным (в том числе и при наблюдении с малых высот с самолета), благодаря образованию пены.

Детергенты представляют большую угрозу для водоема, так как вспенивание воды тормозит процессы минерализации органи­ческих веществ, снижает органолептические свойства воды, за­трудняет осаждение и разложение взвесей. Известно, что в оди­наковых условиях окисление растворенных органических загряз­нений протекает в 10-25 раз быстрее, чем окисление нерастворенных, взвешенных веществ.

Детергенты, употребляемые при очистке морских побережий от нефтепродуктов, оказывают на флору и фауну моря более гу­бительное действие, чем сама нефть.

§ 2. Бактериологические загрязнения

Загрязнения, содержащие опасные для жизни человека и жи­вотных бактерии, попадают в водоемы и водотоки в основном че­рез канализационные системы. Попавшие в водную среду бактерии с течением времени частично обезвреживаются. Поэтому наибольшую опасность представляет прямой сброс канализацион­ных вод в водоемы, используемые для водоснабжения или купа­ния. В морях опасность бактериального заражения сравнительно невелика, поскольку морская вода обладает способностью унич­тожать патогенные микроорганизмы: в течение первых 15 часов отмирают 70% бактерий, а на пятые сутки их сохраняется лишь доли процента. Однако и за этот период бактерии могут принести большой вред. Интенсивность протекания процессов биохимиче­ского окисления сточных вод зависит от температуры воды. При температуре 20° С полное их окисление происходит обычно в те­чение 5-10 дней. При более низких температурах этот период заметно увеличивается.

§ 3. Радиоактивные загрязнения

Радиоактивные загрязнения водных масс создаются либо в ре­зультате преднамеренного сброса в воду («захоронения») твер­дых продуктов радиораспада, которые опускаются на дно, загряз­няя воду и грунты, либо при сбросе промышленных вод, содер­жащих радиоактивные вещества, либо в результате выпадения радиоактивных осадков, образующихся при взрывах атомных бомб.

Наиболее опасны радиоактивные элементы, которые имеют большой период полураспада. Среди них на первом месте стоят стронций-90 и цезий-137, имеющие период полураспада около 30 лет. Эти элементы усваиваются водными организмами, вклю­чаются в биологические процессы, порождая вредные мутации.

Наблюдения за радиоактивностью вод производится тем же способом, что и за патогенными микробами: с помощью отбора проб на химический анализ. Распространение струй радиоактив­ных (равно как и бактериологически загрязненных) промышлен­ных вод, имеющих специфическую окраску, можно проследить посредством их картирования с самолета. В тех случаях, когда они не имеют окраски, их можно замаскировать искусственно ка­ким-либо красящим веществом в месте сброса.