Загрязнение почвы

Положение осложняется  тем, что за последние годы в составе  сточных вод резко увеличилось  содержание биологически активных и  стойких примесей, таких, как новые  виды моющих средств, продуктов органического  синтеза, радиоактивных веществ  и др. 

В ряде районов  наблюдается загрязнение подземных  вод, связанное с просачиванием  в водоносные горизонты загрязнений  с поверхности. Наибольшую же угрозу жизни водоемов и здоровью людей  представляют радиоактивные отходы атомной промышленности. Источником радиоактивного загрязнения водоемов являются заводы по очистке урановой руды и по переработке ядерного горючего для реакторов, атомные электростанции, реакторы. 

В настоящее  время сточные воды повышенной радиоактивности  порядка 100 кюри/л и выше подвергаются захоронению в подземные резервуары или закачиваются в подземные бессточные бассейны. 

Установлено, что  морская вода способна разъедать  контейнеры, их опасное содержимое распространяется в воде. Последствия  радиоактивного загрязнения от неправильного  захоронения отходов сказались в Ирландском море, где радиоактивными изотопами были заражены планктон, рыбы, водоросли, а также пляжи. 

Спуск радиоактивных  отходов в моря и реки, как и  захоронение их в верхних водонепроницаемых  слоях земной коры, нельзя считать  разумным решением этой важной современной проблемы. Требуются дополнительные научные исследования способов нейтрализации радиоактивных загрязнений в водоемах. 

В организмах растений и животных происходят процессы биологической  концентрации радиоактивных веществ на протяжении цепей питания. Концентрированные мелкими организмами эти вещества затем попадают к другим животным, хищникам, где образуют опасные концентрации. Радиоактивность некоторых планктонных организмов может в 1000 раз превышать радиоактивность воды. 

Некоторые пресноводные рыбы, представляющие собой одно из высших звеньев в цепи питания, в 20-30 тыс. раз радиоактивнее воды, в которой они живут. 

Загрязнения сточных  вод делят в основном на две  группы: минеральные и органические, в том числе - биологические и бактериальные. 

К минеральным  загрязнениям относятся сточные  воды металлургических и машиностроительных предприятий, отходы нефтяной, нефтеобрабатывающей  и горнодобывающей промышленности. Эти загрязнения содержат песок, глинистые и рудные включения, шлак, растворы минеральных солей, кислот, щелочей, минеральные масла и др. 

Органические  загрязнения вод производятся городскими фекально-хозяйственными стоками, водами боен, отходами кожевенных, бумажно-целлюлозных, пивоваренных и других производств. Органические загрязнения бывают растительного и животного происхождения. К растительным относятся остатки бумаги, растительные масла, остатки плодов, овощей и др. Основным химическим веществом этого рода загрязнений является углерод. К загрязнениям животного происхождения относятся: физиологические выделения людей, животных, остатки жировых и мускульных тканей, клеевые вещества, и пр. Они характеризуются значительным содержанием азота. 

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

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

При рассмотрении вопроса о составе сточных  вод одним из важных понятий является концентрация загрязнения, т. е. количество загрязнений в единице объема воды, исчисляемом в мг/л или  г/м3. 

Концентрацию  загрязнений сточных вод определяют химическими анализами. Большое значение имеет рН сточных вод, особенно при процессах их очистки. Оптимальной средой для биологических процессов очистки являются воды с рН около 7-8. Бытовые сточные воды имеет слабощелочную реакцию, производственные - от сильнокислой до сильнощелочной. 

Загрязнение водоемов характеризуется следующими признаками:  

- появление плавающих  веществ на поверхности воды  и отложение на дне осадка;  

- изменение физических  свойств воды, как-то: прозрачности  и цветности, появление запахов  и привкусов;  

- изменение химического  состава воды (реакции, количества  органических и минеральных примесей, уменьшение растворенного в воде  кислорода, появление ядовитых веществ и др.);  

- изменение видов  и количества бактерий и появление  болезнетворных бактерий за счет  поступления их со сточными  водами. 

В.Н. KetcHum (1967 г.) разработал схему (рис. 1), на которой в общих  чертах показано распределение и  дальнейшая судьба загрязнений применительно к морской среде, но она может быть экстраполирована на пресноводные сис-темы и устья рек. 

Рис. 1. Схема  качественной картины влияния загрязнений  на гидросферу 

21 

Вода обладает чрезвычайно ценным свойством непрерывного самовозобновления под влиянием солнечной радиации и самоочищения. Оно заключается в перемешивании загрязненной воды со всей ее массой и в дальнейшем процессе минерализации органических веществ и отмирания внесенных бактерий. Агентами самоочищения являются бактерии, грибы и водоросли. Установлено, что в ходе бактериального самоочищения через 24 ч остается не более 50% бактерий, через 96 ч - 0,5%. Процесс бактериального самоочищения сильно замедляется зимой, так что через 150 ч сохраняются еще до 20% бактерий. 

Чтобы обеспечить самоочищение загрязненных вод, необходимо их многократное разбавление чистой водой. 

Если же загрязнения  настолько велики, что самоочищение воды не происходит, существуют специальные  методы и средства для ликвидации загрязнений, поступающих со сточными водами. 

В промышленности - это главным образом строительство  цеховых и общезаводских сооружений по очистке сточных вод, совершенствование  технологического процесса производства и строительство утилизационных установок для извлечения ценных веществ из сточных вод. 
 

На речном транспорте наибольшее значение имеет борьба с  потерями нефтепродуктов при погрузке, выгрузке и транспортировке на судах  речного флота, оборудование судов  емкостями для сбора загрязненных вод. 

При лесном сплаве основными методами борьбы с засорением рек является строгое соблюдение технологии сплава леса, очистка русел рек от затонувшей древесины, прекращение молевого сплава леса на реках, имеющих рыбохозяйственное значение. 

3) Загрязнение  атмосферы 
 

Атмосфера представляет собой воздушную оболочку Земли. Под качеством атмосферы понимают совокупность ее свойств, определяющих степень воздействия физических, хими-ческих и биологических факторов на людей, растительный и жи-вотный мир, а также на материалы, конструкции и окружающую среду в целом. Качество атмосферы зависит от ее загрязненности, причем сами загрязнения могут попадать в нее от природных и ан-тропогенных источников. С развитием цивилизации в загрязнении атмосферы все больше и больше превалируют антропогенные ис-точники. 

В зависимости  от формы материи загрязнения  подразделяют на вещественные (ингредиентные), энергетические (параметрические) и  вещественно-энергетические. К первым относят механические, химические и  биологические загрязнения, которые  обычно объединяют общим понятием «примеси», ко вторым -- тепловые, акустические, электромагнитные и ионизирующие излучения, а также излучения оптического диапазона; к третьим -- радионуклиды. 

В глобальном масштабе наибольшую опасность представляет загрязнение атмосферы примесями, так как воздух выступает посредником загрязнения всех других объ-ектов природы, способствуя распространению больших масс за-грязнения на значительные расстояния. Промышленными вы-бросами, переносимыми по воздуху, загрязняется Мировой океан, закисляются почва и вода, изменяется климат и разрушается озоновый слой. 

Под загрязнением атмосферы понимают привнесение  в нее примесей, которые не содержатся в природном воздухе или изменя-ют соотношение между ингредиентами  природного состава воздуха. 

Численность населения Земли и темпы его роста являются предопределяющими факторами повышения интенсивности за-грязнения всех геосфер Земли, в том числе и атмосферы, так как с их увеличением возрастают объемы и темпы всего того, что добывается, производится, потребляется и отправляется в отходы. Наибольшее загрязнение атмосферы наблюдается в городах, где обычные загрязнители -- это пыль, сернистый газ, оксид углерода, диоксид азота, сероводород и др. В некоторых городах в связи с особенностями промышленного производства в воздухе содержатся специфические вредные вещества, такие, как серная и соляная кислота, стирол, бенз(а)пирен, сажа, марганец, хром, свинец, метилметакрилат. Всего в городах насчитывается несколько сотен различных загрязнителей воздуха. 

Особую тревогу вызывают загрязнения атмосферы вновь создаваемыми веществами и соединениями. ВОЗ отмечает, что из 105 известных элементов таблицы Менделеева 90 используются в производственной практике, а на их базе получено свыше 500 новых химических соединений, почти 10% из которых вредные или особо вредные. 

Основные химические примеси, загрязняющие атмосферу: 

1) естественные  примеси, обусловленные природными  процессами; 

2) антропогенные,  возни-кающие в результате хозяйственной  деятельности человечества (рис. 2).  

Уровень загрязнения  атмосферы примесями от естест-венных источников является фоновым и имеет  малые отклонения от среднего уровня во времени.  

Рис. 2. Схема  процессов выбросов веществ в  атмосферу и трансформации  

исходных веществ  в продукты с последующим выпадением в виде осадков 

Антропогенные загрязнения отличаются многообразием  ви-дов примесей и многочисленностью  источников их выброса. Наиболее устойчивые зоны с повышенными концентрациями загрязнений возникают в местах активной жизнедеятельности че-ловека. Установлено, что каждые 10-12 лет объем мирового про-мышленного производства удваивается, а это сопровождается примерно таким же ростом объема выбрасываемых загрязнений в окружающую среду. По ряду загрязнений темпы роста их выбро-сов значительно выше средних. К таковым относятся аэрозоли тяжелых и редких металлов, синтетические соединения, не суще-ствующие и не образующиеся в природе, радиоактивные, бакте-риологические и другие загрязнения. 

Примеси поступают  в атмосферу в виде газов, паров, жидких и твердых частиц. Газы и пары образуют с воздухом смеси, а жид-кие и твердые частицы - аэрозоли (дисперсные системы), которые подразделяют на пыль (размеры частиц более 1 мкм), дым (разме-ры твердых частиц менее 1 мкм) и туман (размер жидких частиц менее 10 мкм). Пыль, в свою очередь, может быть крупнодисперс-ной (размер частиц более 50 мкм), среднедисперсной (50-10 мкм) и мелкодисперсной (менее 10 мкм). В зависимости от размера жидкие частицы подразделяются на супертонкий туман (до 0,5 мкм), тонкодисперсный туман (0,5-3,0 мкм), грубодисперсный ту-ман (3-10 мкм) и брызги (свыше 10 мкм). Аэрозоли чаще полидисперсные, т.е. содержат частицы различно-го размера. 

Основными химическими  примесями, загрязняющими атмо-сферу, являются следующие: оксид углерода (СО), диоксид углерода (СО2), диоксид серы (SO2), оксиды азота, озон, углеводороды, соединения свинца, фреоны, промышленные пыли. 

Основными источниками  антропогенных аэрозольных загряз-нений  воздуха являются теплоэлектростанции (ТЭС), потребляю-щие уголь высокой  зольности, обогатительные фабрики, метал-лургические, цементные, магнезитовые и другие заводы. Аэро-зольные частицы от этих источников отличаются большим химическим разнообразием. Чаще всего в их составе обнаружива-ются соединения кремния, кальция и углерода, реже - оксиды ме-таллов: железа, магния, марганца, цинка, меди, никеля, свинца, сурьмы, висмута, селена, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, ко-бальта, молибдена, а также асбест. Еще большее разнообразие свойственно органической пыли, включающей алифатические и ароматические углеводороды, соли кислот. Она образуется при сжигании остаточных нефтепродуктов, в процессе пиролиза на нефтеперерабатывающих, нефтехимических и других подобных предприятиях.