Химическое загрязнение окружающей среды

Загрязнения окружающей природной среды

Загрязнения окружающей среды бывают физические и химические.

К физическим (энергетическим) загрязнениям относятся шум, вибрация, электромагнитные поля, ионизирующие излучения радиоактивных веществ, тепловое излучение, возникающее в результате антропогенной деятельности.

Химическое загрязнение — увеличение количества химических веществ определенной компоненты природной среды, а также привнесение в нее химических веществ в концентрациях, превышающих норму или не свойственных ей.

Химические загрязнения относятся к наиболее часто реализуемому виду загрязнений, производимых вследствие многообразной хозяйственной деятельности человека. Агенты химических загрязнений включают в себя широкий спектр химических соединений. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), таких соединений около 500 тыс., из которых около 40 тыс. — вредные вещества и около 12 тыс. — токсичные.

В табл. 1 перечислены наиболее опасные химические загрязнители биосферы, оказывающие на нее наибольшее воздействие.

Продолжающееся увеличение количества и разнообразие новых промышленных предприятий, химических производств, различных транспортных средств, химизация сельского хозяйства приводят к нарастающему загрязнению окружающей среды всевозможными химическими веществами (ксенобиотиками), попадающими в нее с газообразными, жидкими и твердыми выбросами и отходами.

Таблица 1. Основные химические загрязнители биосферы (по данным ЮНЕСКО)

Химические вещества

Общая характеристика воздействии на биосферу

Диоксид углерода

Образуется при сгорании всех видов топлива. Увеличение его содержания в атмосфере приводит к повышению ее температуры, что чревато пагубными геохимическими и экологическими последствиями

Оксид углерода

Образуется при неполном сгорании топлива. Может нарушить тепловой баланс верхней атмосферы

Сернистый газ

Содержится в дымах промышленных предприятий. Вызывает обострение респираторных заболеваний, наносит вред растениям. Разъедает известняк и другие горные породы

Оксиды азота

Создают смог, вызывают респираторные заболевания и бронхит у новорожденных. Способствуют чрезмерному разрастанию водной растительности

Фосфаты

Содержатся в удобрениях. Являются главным загрязнителем поверхностных вод

Ртуть

Один из опасных загрязнителей пищевых продуктов, особенно морского происхождения. Накапливается в организме и поражает нервную систему

Свинец

Является добавкой при этилировании бензина. Действует на ферментные системы и обмен веществ в живых клетках

Нефть и нефтепродукты

Приводят к пагубным экологическим последствиям, вызывают гибель планктоновых организмов, рыбы, морских птиц и млекопитающих

ДДТ и другие пестициды

Очень токсичны для ракообразных. Убивают рыбу и организмы, служащие кормом для рыб. Многие являются канцерогенами

Характерной особенностью химических загрязнений природной среды является то, что они проявляются в любых пространственных масштабах, в том числе и в глобальном.

Путь поступления Физическая форма загрязнителя Масштаб загрязнения
Выбросы в атмосферу Газы, аэрозоли, твердые частицы Локальное, региональное
Сбросы в водоемы, непосредственное загрязнение почв и растительности Жидкие растворимые и нерастворимые соединения Локальное, региональное
Захорошение отходов Твердые и жидкие отходы Локальное

Основные способы проникновения химических загрязнений в окружающую среду осуществляются в процессе выбросов вредных веществ в атмосферу, сбросах в поверхностные и подземные воды, размещении твердых отходов.

Химическое загрязнение атмосферы

Атмосферный воздух — один из важнейших компонентов среды обитания. Главными источниками загрязнения атмосферы являются тепловые электростанции и теплоцентрали, сжигающие органическое топливо; автотранспорт; черная и цветная металлургия; машиностроение; химическое производство; добыча и переработка минерального сырья; открытые источники (добычи сельскохозяйственного производства, строительства).

В современных условиях в атмосферу попадает более 400 млн. т частиц золы, сажи, пыли и разного рода отходов и строительных материалов. Кроме приведенных выше веществ в атмосферу выбрасываются и другие, более токсичные вещества: пары минеральных кислот (серной, хромовой и др.), органические растворители и т. п. В настоящее время насчитывается более 500 вредных веществ, загрязняющих атмосферу.

Источники выбросов загрязняющих веществ в атфосферу
Примеси Основные источники Средняя концентрация в воздухе мг/м3
Ествественные Ангропогенные
Пыль Вулканические извержения, пылевые бури, лесные пожары Сжигание топлива в промышленных и бытовых условиях в городах 0,04 — 0,4
Диоксид серы Вулканические извержения, окисление серы и сульфатов, рассеянных в море Сжигание топлива в промышленных и бытовых установках в городах до 1,0
Оксиды азота Лесные пожары Промышленность, автотранспорт, теплоэлектростанции В районах с развитой промышленностью до 0,2
Оксиды углерода Лесные пожары, природный метан Автотранспорт, испарение нефтепродуктов В районах с развитой промышленностью до 0,3
Летучие углеводороды Лесные пожары, природный метан Автотранспорт, испарение нефтепродуктов В районах с развитой промышленностью до 0,3
Полициклические ароматические углеводороды - Автотранспорт, химические и нефтеперерабатывающие заводы В районах с развитой промышленностью до 0,01

Многие отрасли энергетики и промышленности образуют не только максимальное количество вредных выбросов, но и создают экологически неблагоприятные условия для проживания жителей как крупных, так и среднего размера городов. Выбросы токсичных веществ приводят, как правило, к повышению текущих концентраций веществ над предельно допустимыми концентрациями (ПДК).

ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе населенных мест — это максимальные концентрации, отнесенные к определенному периоду осреднения (30 минут, 24 часа, 1 месяц, 1 год) и не оказывающие при регламентированной вероятности их появления ни прямого, ни косвенного вредного воздействия на организм человека, включая отдаленные последствия для настоящего и последующих поколений, не снижающие работоспособности человека и не ухудшающие его самочувствия.

Химическое загрязнение гидросферы

Вода, как и воздух, является жизненно необходимым источником для всех известных организмов. Россия относится к странам, наиболее обеспеченным водой. Однако состояние ее водоемов нельзя назвать удовлетворительным. Антропогенная деятельность приводит к загрязнению как поверхностных, так и подземных источников воды.

Основными источниками загрязнения гидросферы являются сбрасываемые сточные воды, образующиеся в процессе эксплуатации энергетических, промышленных, химических, медицинских, оборонных, жилищно-коммунальных и других предприятий и объектов; захоронение радиоактивных отходов в контейнерах и емкостях, которые через определенный период времени теряют герметичность; аварии и катастрофы, происходящие на суше и в водных пространствах; атмосферный воздух, загрязненный различными веществами и другие.

Химическое загрязнение почвы

Почвасреда обитания многочисленных низших животных и микроорганизмов, в том числе бактерий, плесневых грибов, вирусов и др. Почва является источником заражения сибирской язвой, газовой гангреной, столбняком, ботулизмом.

Наряду с естественным неравномерным распространением тех или других химических элементов в современных условиях в огромных масштабах происходит и их искусственное перераспределение. Выбросы промышленных предприятий и объектов сельскохозяйственного производства, рассеиваясь на значительные расстояния и попадая в почву, создают новые сочетания химических элементов. Из почвы эти вещества в результате различных миграционных процессов могут попадать в организм человека (почва — растения — человек, почва — атмосферный воздух — человек, почва — вода — человек и др.). С промышленными твердыми отходами в почву поступают всевозможные металлы (железо, медь, алюминий, свинец, цинк) и другие химические загрязнители.

Воздействие химического загрязнения окружающей среды на здоровье человека

В последние десятилетия проблема профилактики неблагоприятного воздействия факторов окружающей среды на здоровье человека выдвинулась на одно из первых мест среди других общемировых проблем.

Связано это с быстрым нарастанием числа различных по своей природе факторов (физических, химических, биологических, социальных), сложным спектром и режимом их воздействия, возможностью одновременного действия (комбинированного, комплексного), а также многообразием патологических состояний, вызываемых этими факторами.

Среди комплекса антропогенных (техногенных) воздействий на окружающую среду и здоровье человека особое место занимают многочисленные химические соединения, широко используемые в промышленности, сельском хозяйстве, энергетике и других сферах производства. В настоящее время известно более 11 млн химических веществ, а в экономически развитых странах производится и используется свыше 100 тыс. химических соединений, многие из которых реально воздействуют на человека и окружающую среду.

Воздействие химических соединений способно вызывать практически все патологические процессы и состояния, известные в общей патологии. Причем по мере углубления и расширения знаний о механизмах токсического воздействия выявляются все новые виды неблагоприятных эффектов (канцерогенное, мутагенное, иммунотоксическое и другие типы действий).

Существует несколько принципиальных подходов к предупреждению неблагоприятных эффектов действия химических веществ:

  • полный запрет производства и применения;
  • запрет поступления в окружающую среду и любого воздействия на человека;
  • замена токсичного вещества менее токсичным и опасным;
  • ограничение (регламентация) содержания в объектах окружающей среды и уровней воздействия на работающих и население в целом.

В связи с тем что современная химия стала определяющим фактором в развитии ключевых направлений во всей системе производительных сил, выбор стратегии профилактики является сложной, многокритериальной задачей, решение которой требует анализа как риска развития ближайших и отдаленных неблагоприятных эффектов влияния вещества на организм человека, его потомство, окружающую среду, так и возможных социальных, экономических, медикобиологических последствий запрета производства и применения химического соединения.

Определяющим критерием для выбора стратегии профилактики является предупреждение (недопущение) вредного действия. В нашей стране и за рубежом запрещено производство и использование некоторых опасных промышленных канцерогенов и пестицидов.