Реферат: Природные загрязнения, их характер и масштабы воздействия

Физическое загрязнение вод создается сбросом в них тепла или радиоактивных веществ. Тепловое загрязнение связано главным обра­зом с тем, что используемая для охлаждения на тепловых и атом­ных электростанциях вода (и соответственно около 1/3 и 1/2 вырабатываемой энергии) сбрасы­вается в тот же водоем. Вклад в тепловое   загрязнение   вносят также некоторые промышленные предприятия

При  значительном тепловом загрязнении рыба задыхается и погибает, так как ее потребность в кислороде растет, а растворимость кислорода уменьшается. Количе­ство кислорода в воде умень­шается еще и потому, что при теп­ловом загрязнении происходит бур­ное развитие одноклеточных водо­рослей: вода «зацветает» с после­дующим гниением отмирающей рас­тительной массы. Кроме того, теп­ловое загрязнение существенно повышает ядовитость многих хими­ческих загрязнителей, в частности тяжелых металлов.

Загрязнение океанов и морей  происходит вследствие поступле­ния загрязняющих веществ с реч­ным стоком, их выпадения из атмосферы и, наконец, благодаря хозяйственной деятельности чело­века непосредственно на морях и океанах.

С речным стоком, объем кото­рого составляет около 36—38 тысяч кубокилометров, в океаны и моря поступает огромное количе­ство загрязнителей во взвешенном и растворенном виде.. По некото­рым оценкам, этим путем в океан ежегодно попадает более 320 мил­лионов тонн железа, до 200 тысяч тонн свинца, 110 миллионов тонн серы, до 20 тысяч тонн кадмия, от 5 до 8 тысяч тонн ртути, 6,5 мил­лиона тонн фосфора, сотни мил­лионов тонн органических загряз­нителей.

Атмосферные источники загряз­нения океана по некоторым видам загрязнителей сравнимы с речным стоком.

Особое место занимает загрязнение оке­ана нефтью и нефтепродуктами (Приложение 4).

Естественное загрязнение происхо­дит в результате просачивания нефти из нефтеносных слоев, глав­ным образом, на шельфе.

Наибольший вклад в нефтяное загрязнение океана вносят мор­ские перевозки нефти. Из 3 мил­лиардов тонн нефти, добываемых в настоящее время, морем перево­зится около 2 миллиардов тонн. Даже при безаварийном транс­порте происходят потери нефти при ее погрузке и разгрузке, сбра­сывании в океан промывочных и балластных вод (которыми запол­няют танки после выгрузки нефти), а также при сбросе так называе­мых льяльных вод, которые всегда скапливаются на полу машинных отделений любых судов.

Но наибольший ущерб окружа­ющей среде и биосфере наносят внезапные разливы больших коли­честв нефти при авариях танкеров, хотя такие разливы и составляют только 5—6 процентов суммарного нефтяного загрязнения.

В открытом океане нефть встре­чается главным образом в виде тонкой пленки (с минимальной тол­щиной до 0,15 микрометра) и смо­ляных комков, которые образуются из тяжелых фракций нефти. Если смоляные комки воздействуют пре­жде всего на растительные и животные морские организмы, то нефтяная пленка, кроме того, вли­яет на многие физические и хими­ческие процессы, происходящие на поверхности раздела океан — атмосфера и в слоях, прилегающих к нему[11]:

Þ   Прежде всего, нефтяная пленка увеличивает долю отражаемой от поверхности океана солнечной эне­ргии и уменьшает долю поглощае­мой энергии. Тем самым нефтяная пленка оказывает влияние на про­цессы теплонакопления в океане. Несмотря на уменьшение количе­ства поступающего тепла, поверх­ностная температура при наличии нефтяной пленки повышается тем больше, чем толще нефтяная плен­ка.

Þ   Океан является главным поставщиком атмосферной влаги, от которого в значительной мере зависит степень увлажнения мате­риков. Нефтяная пленка затруд­няет испарения влаги, а при доста­точно большой толщине (порядка 400 микрометров) может свести его практически к нулю.

Þ   Сглаживая ветровое волнение и препятствуя образованию водяных брызг, кото­рые, испаряясь, оставляют в атмос­фере мельчайшие частички соли, нефтяная пленка изменяет солеобмен между океаном и атмосферой. Это также может повлиять на количество атмосферных осадков над океаном и материками, так как частички соли составляют значи­тельную часть ядер конденсации, необходимых для образования дождя.

Многие страны,  имеющие выход к морю,  производят  морское  захоронение различных материалов и веществ (дампинг), в частности грунта, вынутого при дноуглубительных  работах,  бурового  шлака,  отходов промышленности,  строительного мусора,  твердых отходов, взрывчатых и химических веществ,  радиоактивных отходов. Объем захоронений составил около 10% от всей массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан[12].

Основанием для дампинга в  море  служит возможность морской среды к переработке большого количества органических и неорганических веществ без особого ущерба воды.  Однако эта способность не беспредельна.

Во время сброса и прохождения материала сквозь столб воды, часть загрязняющих веществ переходит в раствор, изменяя качество воды, другая сорбируется частицами взвеси и переходит в донные отложения.  Одновременно повышается мутность воды.  Наличие органических  веществ  часто приводит  к быстрому расходованию кислорода в воде и не редко к его полному исчезновению,  растворению взвесей, накоплению металлов в растворенной форме,  появлению сероводорода.

Присутствие большого количества органических веществ создает в  грунтах устойчивую восстановительную среду,  в которой возникает особый тип иловых вод,  содержащих сероводород,  аммиак,  ионы металлов. 

В случае образования поверхностных пленок,  нарушается газообмен на границе воздух - вода. Загрязняющие вещества, поступающие в раствор, могут аккумулироваться в тканях и органах гидробиантов  и  оказывать  токсическое  воздействие на  них.

Сброс материалов дампинга на дно и длительная повышенная мутность приданной воды приводит к  гибели от удушья малоподвижные формы бентоса.  У выживших рыб,  моллюсков и ракообразных  сокращается  скорость  роста  за  счет ухудшения условий питания и дыхания. Нередко изменяется видовой состав данного сообщества.

При организации системы контроля над сбросами отходов в море решающее значение имеет определение районов дампинга,  определение  динамики  загрязнения  морской воды и донных отложений. Для выявления возможных объемов сброса в море необходимо проводить расчеты всех  загрязняющих веществ в составе материального сброса. 

   По масштабам загрязнение окружающей среды можно разделить на локальное, региональное и глобальное. Эти три вида загрязнения тесно связаны между собой. Как правило, первичным является локальное загрязнение, которое, если  скорость процесса загрязнения больше скорости естественного очищения, переходит в региональное и затем при накоплении количественных изменений - в глобальное изменение качества окружающей среды. Для глобального загрязнения наиболее важным является временный фактор.

   Существование таких процессов свидетельствует об ограниченности ресурсов атмосферы и о пределах её естественного самовосстановления. Например, использование воздуха в производственных процессах издавна предполагало естественные способности атмосферы к восстановлению первоначальных качеств. В частности, дымовые выбросы в атмосферу, содержащие микрочастицы и токсичные вещества, представляют собой не что иное, как метод разбавления. И даже в наши дни при строительстве высотных и сверхвысотных труб продолжают пользоваться этим древним методом. Однако резкое возрастание объемов выбросов привело к тому, что масштабы загрязнение вплотную приблизились и даже часто перешагивают пределы самовосстановления атмосферы.

   При современных уровнях загрязнения вредные вещества от источника загрязнения распространяются на десятки и сотни километров. И даже само понятие источник загрязнения несколько меняет смысл. Если в каком-либо промышленном районе можно выделить точечные источники загрязнения, то в масштабе региона целый промышленный район, например крупный город, может рассматриваться как единый источник с системой точечных, линейных (автомагистрали) и групповых источников. Более того, даже весь регион и даже целая страна может выступать в роли единого источника загрязнения.

   Современное индустриальное производство оказывает значительное воздействие на природу в глобальных масштабах. Хотя большая часть загрязняющих веществ и тепловой энергии вырабатывается на ограниченной площади, главным образом в промышленных районах Северной Америки, Европы и Азии, вследствие особенностей циркуляции атмосферы и перемещений в водной оболочке Земли значительная часть некоторых, относительно долго живущих загрязняющих веществ рассеивается на огромных пространствах и даже по всей Земле, приводя к региональному и глобальному загрязнению.

   К настоящему времени определились некоторые важные проблемы в области антропогенного глобального загрязнения окружающей природной среды, к числу которых относятся:

1.    Возможные изменения климата в связи с поступлением в атмосферу техногенного тепла, углекислого газа и аэрозольных примесей.

2.    Возможное нарушение озонового слоя Земли, связанное с поступлением в атмосферу фреонов, окислов азота и некоторых других примесей.

3.    Экологические последствия глобального загрязнения природной среды и биосферы радиоактивными веществами, тяжелыми металлами и пестицидами.

4.    Общая проблема загрязнения морской среды атмосферными осадками, речным стоком, наземным и морским транспортом.

5.    Дальний атмосферный перенос загрязняющих веществ и проблема кислотных осадков.

   Таким образом, масштабы антропогенного воздействия на окружающую среду и уровень вытекающей из этого опасности заставляют искать новые подходы к развитию технологических процессов, которые, являясь не менее эффективными в экономическом смысле, во много раз превосходили бы существующие по степени экологической чистоты.

Подведем итог изложенному выше материалу.

Итак, наиболее масштабным  и  значительным  является  химическое загрязнение среды несвойственными  ей  веществами  химической природы. Среди  них - аэрозольные и газообразные  загрязнители промышленно-бытового происхождения.  Прогрессирует и накопление углекислого  газа в атмосфере.  Дальнейшее развитие этого процесса будет усиливать нежелательную  тенденцию  в  сторону повышения среднегодовой температуры на планете.

Вызывает тревогу и продолжающееся загрязнение Мирового  океана нефтью и нефтепродуктами, достигшее уже, по подсчетам экологов, 1/5 его общей поверхности[13]. Нефтяное загрязнение таких размеров может вызвать  существенные нарушения  газо-  и водообмена между гидросферой и атмосферой.   

Не вызывает сомнений и значение химического  загрязнения почвы пестицидами и ее повышенная кислотность, ведущая к распаду экосистемы.  В целом все рассмотренные факторы, которым можно приписать загрязняющий эффект, оказывают заметное влияние на процессы, происходящие в биосфере.

Формально пока нельзя гово­рить, что мы переживаем глоба­льную экологическую катастрофу, поскольку на Земле еще имеются районы, где нет серьезных следов антропогенного загрязнения. Но таких районов становится все меньше, а некоторые виды загряз­нений отмечаются даже в самых удаленных от их источников местах, например в Антарктиде.

Но может быть и неправильно в дан­ном случае подходить с такой мер­кой к понятию глобальной ката­строфы? Надо учитывать, что более 40 процентов населения зем­ного шара живет в городах (в раз­витых странах городское населе­ние превышает 70 процентов), да и сельское население проживает достаточно компактно, концентри­руясь в местностях с наиболее бла­гоприятными для сельскохозяй­ственной деятельности природ­ными условиями. Во многих же городах и в сельских районах ныне­шнее   состояние   окружающей среды можно назвать экологичес­ким бедствием. И количество этих городов и сельских районов все увеличивается. Так что факти­чески можно сказать, что мы нахо­димся на пороге близкой глобаль­ной катастрофы. И она неминуемо наступит, если человечество не будет во всей своей деятельности отдавать приоритет вопросам эко­логии, умножать усилия по сохране­нию и восстановлению природной среды.

В последнее время все чаще в печати, на радио, телевидении одной из главных тем становится эколо­гическая. Широкая общественность, зная о критическом состо­янии окружающей среды, должна активно действовать. «Экологизация» законодательной и исполнитель­ной власти сейчас особенно важна, поскольку первоочередная задача — сделать  экологически   чистые производства выгодными и, наобо­рот, экономически невыгодным любое пренебрежение экологичес­кими нормами. Без этого призывы к рядовым гражданам беречь при­роду будут выглядеть демагогичес­кими и вряд ли достигнут цели. Вместе с тем необходима и самая широкая просветительская работа среди граждан всех возрастов.

1.    Баландин Р. К., Бондарев Л. Г. Природа и цивилизация. – М.: Мысль, 1988.

2.    Войткевич Г. В., Вронский В. А. Основы учения о биосфере. – М.: Просвещение, 1989.

3.    Воронцов А.И., Щетинский Е.А., Никодимов И.Д.. Охрана природы. - М.:  АО «АГРОПРОМИЗДАТ»,  1989.

4.    Грушко Я.М. Вредные органические соединения в промышленных выбросах в атмосферу. - Ленинград.: «Химия», 1991.

5.    Давиденко И.В. Земля – твой дом. - М.: Недра. 1989.

1. Жуков А. И., Монгайт И. Л., Родзиллер И. Д. Методы очистки производственных сточных вод М.: Стройиздат. 1991 г.,

7.    Защита атмосферы от промышленных загрязнений. /Под ред. С. Калверта и Г. Инглунда. – М.: «Металлургия», 1991.

8.    Кормилицын В.И. и др. Основы экологии – М.: ИНТЕРСТИЛЬ, 1997.

9.    Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Экология России. - М.: АО «МДС», 1996.

10.  Монин А. С.. Шишков Ю. А. Глобальные экологические проблемы. — М.: Зна­ние, 1991.

11.  Мы и наша земля. /Сост. Онегов А., Сафонов Э. – М.: Молодая гвардия, 1986.

12.  Русанов В.П. Капля чистой воды. Л.: Знание, 1983.

13.  Снакин В.В. Экология и охрана природа: Словарь-справочник. - М.: AKADEMIA, 2000.

14.  Экологические проблемы: что происходит, кто виноват, что делать? /Под ред. В.И. Данилова-Данильяна. – М.: Издательство МНЭПУ, 1997.

Приложение 1

Десять главных загрязнителей биосферы (курьер ЮНЕСКО, январь 1973 г.)1

1.   диоксид углерода	Образуется при сгорании всех видов топлива. Увеличение его содержания в атмосфере приводит к повышению её температуры, что чревато пагубными геохимическими и экологическими последствиями.
2.   оксид углерода	Образуется при не полном сгорании топлива. Может нарушить тепловой баланс верхней атмосферы.
3.   сернистый газ	Содержится в дымах промышленных предприятий. Вызывает обострение респираторных заболеваний, наносит вред растениям. Разъедает известняк и некоторые камни.
4.   оксиды     азота	Создают смог и вызывают респираторные заболевания и бронхит у новорождённых. Способствует чрезмерному разрастанию водной растительности.
5.   фосфаты	Содержатся в удобрениях. Главный загрязнитель вод в реках и озёрах.
6.   ртуть	Один из опасных загрязнителей пищевых продуктов, особенно морского происхождения. Накапливается в организме и вредно действует на нервную систему.
7.   свинец	Добавляется в бензин. Действует на ферментные системы и обмен веществ в живых клетках.
8.   нефть	Приводит к пагубным экологическим последствиям, вызывает гибель планктоновых организмов, рыбы, морских птиц и млекопитающих.
9.   ддт и другие пестициды	Очень токсичны для ракообразных. Убивают рыбу и организмы, служащие кормом для рыб. Многие являются канцерогенами.
10.  радиация	В превышенно допустимых дозах приводит к злокачественным новообразованиям и генетическим мутациям.

Приложение 2

Рис. 4. Основные газовые примеси в атмосфере.1

Антропоген-ные измене- ния в атмос фере	Основные газовые примеси в атмосфере
	Диоксид углерода	Метан	Оксиды азота	Оксид азота (I)	Диоксид серы	Фреоны	Озон
«Парнико-вый эффект»
Разрушение слоя озона
Кислотные дожди
Фотохими-ческий смог
Пониженная видимость атмосферы
Ослабление самоочищения атмосферы

-      газ усиливает эффект

      -     газ ослабляет эффект

Приложение 3

ВЫБРОС ПЫЛИ, МЛН. Т/ГОД[14]

Приложение 4

Распределение потерь нефти (в %) от общей суммы мировых потерь в океане за год1.

[1] Монин А. С.. Шишков Ю. А. Глобальные экологические проблемы. — М.: Зна­ние, 1991. —с. 3

[2] Снакин В.В. Экология и охрана природа: Словарь-справочник. - М.: AKADEMIA, 2000. с. 17.

[3] Баландин Р. К., Бондарев Л. Г. Природа и цивилизация. – М.: Мысль, 1988.

[4] Защита атмосферы от промышленных загрязнений. /Под ред. С. Калверта и Г. Инглунда. – М.: «Металлургия», 1991., с. 7.

[5] Грушко Я.М. Вредные органические соединения в промышленных выбросах в атмосферу. - Ленинград.: «Химия», 1991., с. 15-27.

[6] Монин А. С.. Шишков Ю. А. Глобальные экологические проблемы. — М.: Зна­ние, 1991. — с. 25.

[7] Экологические проблемы: что происходит, кто виноват, что делать? /Под ред. В.И. Данилова-Данильяна. – М.: Издательство МНЭПУ, 1997, с. 22.

[8] Давиденко И.В. Земля – твой дом. - М.: Недра. 1989, с. 9.

[9] Жуков А. И., Монгайт И. Л., Родзиллер И. Д. Методы очистки производственных сточных вод М.: Стройиздат. 1991 г., с. 16.

[10] Там же.

[11] Монин А. С.. Шишков Ю. А. Глобальные экологические проблемы. — М.: Зна­ние, 1991, с. 38.

[12] Русанов В.П. Капля чистой воды. Л.: Знание, 1983, с. 10.

[13] Монин А. С.. Шишков Ю. А. Глобальные экологические проблемы. — М.: Зна­ние, 1991, с. 6.

1 Баландин Р. К., Бондарев Л. Г. Природа и цивилизация. – М.: Мысль, 1988.

1 Составлена на основе данных : Грушко Я.М. Вредные органические соединения в промышленных выбросах в атмосферу. - Ленинград.: «Химия», 1991.

[14] Грушко Я.М. Вредные органические соединения в промышленных выбросах в атмосферу. - Ленинград.: «Химия», 1991.

[15] Монин А. С.. Шишков Ю. А. Глобальные экологические проблемы. — М.: Зна­ние, 1991, с. 38.