Загрязнение окружающей природной среды есть внесение в ту или иную экологическую систему не свойственных ей живых или неживых компонентов или структурных изменений, прерывающих круговорот веществ, их ассимиляцию, поток энергии, вследствие чего данная система разрушается, или снижается ее продуктивность.

Загрязнителем может быть любой физический агент, химическое вещество и биологический вид, попадающие в окружающую среду или возникающие в ней в количествах, выходящих за рамки своей обычной концентрации, предельных естественных колебаний или среднего природного фона в рассматриваемое время.

Основным показателем, характеризующим воздействие загрязняющих веществ на окружающую природную среду, является предельно допустимая концентрация (ПДК). С позиции экологии предельно допустимые концентрации конкретного вещества представляют собой верхние пределы лимитирующих факторов среды (в частности химических соединений), при которых их содержание не выходит за допустимые границы экологической ниши человека.

Ингредиенты загрязнения – это тысячи химических соединений, особенно металлы или их оксиды, токсичные вещества, аэрозоли. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в практике в настоящее время используется до 500 тыс. химических соединений. При этом около 40 тыс. соединений обладают весьма вредными для живых организмов свойствами, а 12 тыс. – токсичны.

Наиболее распространенные загрязнители – зола и пыль различного состава, оксиды цветных и черных металлов, различные соединения серы, азота, фтора, хлора, радиоактивные газы, аэрозоли и т.п. Наибольшее загрязнение атмосферного воздуха приходится на долю оксидов углерода – около 200 млн. тонн в год, пыли – около 250 млн. тонн в год, золы – около 120 млн. тонн в год, углеводородов – около 50 млн. тонн в год. Прогрессирует насыщение биосферы тяжелыми металлами – ртуть, галлий, германий, цинк, свинец и т.д. При сжигании топлива, особенно угля, с золой и отходящими газами в окружающую среду поступает больше, чем добывается из недр: магния – в 1,5 раза, молибдена – в 3, мышьяка – в 7, урана и титана – в 10, алюминия, йода, кобальта – в 15, ртути – в 50, лития, ванадия, стронция, бериллия, циркония – в 100, галлия и германия – в 1000 раз, иттрия – в десятки тысяч раз.

Процентное соотношение вредности выбросов, произведенных странами в 1995 г.: США – 23%, Китай – 13,9%, Россия – 7,2%, Япония – 5%, Германия – 3,8%, все остальные – 47,1%.

Загрязнения окружающей среды подразделяются на:

1.     природные – вызваны какими-либо естественными явлениями, обычно катастрофическими (наводнения, извержения вулканов, селевые потоки и т.п.);

2.     антропогенные – возникают в результате деятельности людей.

Среди антропогенных выделяют следующие загрязнения:

а)  биологическое – случайное или в результате деятельности человека;

б)  микробиологическое (микробное) – появление необычно большого количества микробов, связанное с массовым их распространением на антропогенных субстратах или средах, измененных в ходе хозяйственной деятельности человека;

в)  механическое – засорение среды агентами, оказывающими механическое воздействие без физико-химических последствий;

г)  химическое – изменение естественных химических свойств среды, в результате которого повышается или понижается среднемноголетнее колебание количества каких-либо веществ за рассматриваемый период времени, или проникновение в среду веществ, нормально отсутствующих в ней или находящихся в концентрациях, превышающих ПДК;

д)  физическое – изменение естественного физического состояния среды.

Последнее подразделяется на:

а)   тепловое (термальное), возникающее в результате повышения температуры среды главным образом в связи с промышленными выбросами нагретого воздуха, воды, отходящих газов;

б)   световое – нарушение естественной освещенности местности в результате воздействия искусственных источников света, приводящее к аномалиям в жизни растений и животных;

в)   шумовое – образуется в результате увеличения интенсивности и повторяемости шума сверх природного уровня;

г)   электромагнитное – появляется в результате изменения электромагнитных свойств среды (от линий электропередачи, радио, телевидения, работы некоторых промышленных установок и т.п.), приводящее к глобальным и местным геофизическим аномалиям и изменениям в тонких биологических структурах;

д)   радиоактивное – связано с повышением естественного уровня содержания в среде радиоактивных веществ.

Возможные формы загрязнения окружающей среды приведены на рисунке 3.2.

Непосредственными объектами загрязнения (акцепторами загрязняющих веществ) являются основные компоненты экотона: атмосфера, вода, почва. Косвенными объектами загрязнения являются составляющие биоценоза – растения, животные, микроорганизмы.

Антропогенные источники загрязнения весьма разнообразны. Среди них не только промышленные предприятия и теплоэнергетический комплекс, но и бытовые отходы, отходы животноводства, транспорта, а также химические вещества, вводимые человеком в экосистемы для защиты полезных продуктов от вредителей, болезней, сорняков.

На промышленных предприятиях загрязняющие природную среду вещества подразделяются на четыре класса в зависимости от показателя токсичности (в данном случае от локальной концентрации – ЛК):

1.     Чрезвычайно опасные (ЛК₅₀<0,5 мг/л).

2.     Высокоопасные (ЛК₅₀<5 мг/л).

3.     Умеренно опасные (ЛК₅₀<50 мг/л).

4.     Малоопасные (ЛК₅₀>50 мг/л).

Загрязняющие природную среду вещества подразделяются также по их агрегатному состоянию на 4 класса: твердые, жидкие, газообразные, смешанные.

Промышленные выбросы в окружающую среду могут классифицироваться и по другим признакам:

1.     По организации контроля и отвода – на организованные и неорганизованные:

а)      организованный промышленный выброс – выброс, поступающий в окружающую среду (воздушный и водный бассейны) через специально сооруженные газоходы, водоводы и трубы;

б)      неорганизованный промышленный выброс – выброс в окружающую среду в виде неправильных самопроизвольных водных или газовых потоков, образующихся в результате несовершенства технологического оборудования или нарушения его герметичности, отсутствия или неудовлетворительной работы оборудования по отсосу газов или отводу загрязненной воды в местах загрузки и хранения сырья, материалов, отходов, готовой продукции (например, пыление отвалов пустой породы, нерегулируемый поверхностный сток промышленных предприятий).

2.     По режиму отвода – на непрерывные и периодические. Так, отвод доменного газа считается непрерывным, а отвод конвертерного газа – периодическим.

3.     По температуре – когда температура потока (газового, водяного, смешанного) выше, ниже или равна температуре окружающей среды.

4.     По локализации – выбросы происходят в основном, вспомогательном, подсобном производствах, на транспорте и т.д.

5.     По признакам очистки – на чистые, нормативно очищенные, частично очищенные, выбрасываемые без очистки.

При этом под очисткой понимается отделение, улавливание и превращение в безвредное состояние загрязняющего вещества, поступающего от промышленного источника.

Промышленные выбросы в окружающую среду подразделяют на первичные и вторичные.

Первичные – это выбросы, поступающие в окружающую среду от тех или иных источников, а вторичные, будучи продуктами образования первичных, могут быть более токсичными и опасными, чем первые. Типичное превращение некоторых веществ – их фотохимическое окисление.

Источники загрязнения окружающей природной среды промышленностью классифицируются в зависимости от объекта загрязнения: атмосферы, водного бассейна, литосферы.

Источники загрязнения воздушного бассейна:

1.     По назначению:

а)      технологические – содержат хвостовые газы после улавливания на установках продувки аппаратов, воздушников и др. (для выбросов характерны высокие концентрации вредных веществ и очень малые объемы удаляемого воздуха);

б)      вентиляционные выбросы – местные отсосы от оборудования и общеобменная вытяжка;

2.     По месту расположения;

а)      незатененные, или высокие, находящиеся в зоне недеформированного ветрового потока (высокие трубы, точечные источники, удаляющие загрязнения на высоту, превышающую высоту здания в 2,5 раза);

б)      затемненные, или низкие, - расположены на высоте в 2,5 раза меньше высоты здания;

в)      наземные – вблизи земной поверхности (открыто расположенное технологическое оборудование, колодцы производственной канализации, пролитые токсичные вещества, разбросанные отходы производства).

3.     По геометрической форме:

а)      точечные (трубы, шахты, крышные вентиляторы);

б)      линейные (аэрационные фонари, открытые окна, близко расположенные вытяжные шахты и факелы);

4.     По режиму работы: непрерывного и периодического действия, залповые и мгновенные. В случае залповых выбросов за короткий промежуток времени в воздух поступает большое количество вредных веществ; возможны при авариях или сжигании быстрогорящих отходов производства на специальных площадках уничтожения. При мгновенных выбросах загрязнения распространяются за доли секунды иногда на значительную высоту. Происходят при взрывных работах и аварийных ситуациях.

5.     По дальности распространения:

а)      внутриплощадочные, когда выбрасываемые в атмосферу загрязнения образуют высокие концентрации только на территории промышленной площади, а в жилых районах ощутимых загрязнений не наблюдается (для таких выбросов предусматривается достаточных размеров санитарно-защитная зона);

б)      внеплощадочные, когда выбрасываемые загрязнения потенциально способны создавать высокие концентрации (порядка ПДК для воздуха населенных пунктов) на территории жилого района.

Источники загрязнения водного бассейна:

1.     Атмосферные воды несут массы вымываемых из воздуха поллютантов (загрязнителей) промышленного происхождения. При стекании по склонам атмосферные и талые воды увлекают за собой массы веществ. Особенно опасны стоки с городских улиц, промышленных площадок, несущие массы нефтепродуктов, мусора, фенолов, кислот.

2.     Городские сточные воды, включающие преимущественно бытовые стоки, содержат фекалии, детергенты (поверхностно-активные моющие средства), микроорганизмы, в том числе патогенные. Ежегодно в целом в по стране образуется около 100 км³ таких вод.

3.     Сельскохозяйственные воды. Загрязнение этими водами обусловлено, во-первых, тем, что повышение урожайности и продуктивности земель неизбежно связано с применением ядохимикатов, используемых для подавления вредителей, болезней растений, сорняков. Ядохимикаты попадают  в почву или смываются на большие расстояния, оказываясь в водных объектах. Во-вторых, животноводство связано с образованием больших масс твердой органики и мочевины. Эти отходы не ядовиты, но их массы огромны и наличие их ведет к тяжелым последствиям для водных экологических систем. Кроме органических веществ, сточные сельскохозяйственные воды содержат массу биогенных элементов, в том числе азота и фосфора.

4.     Промышленные сточные воды, образующиеся в самых различных отраслях производства, среди которых наиболее активно потребляют воду черная и цветная металлургия, химическая, лесохимическая, нефтеперерабатывающая отрасли промышленности. При разработке пластовых месторождений в нашей стране каждый год образуется 2,5 млрд. км³ дренажных шахтных и шлаковых вод, загрязненных хлористыми и сульфатными соединениями, соединениями железа и меди, которые не годятся даже в качестве технической воды и перед сбросом должны быть очищены.

Загрязнение водных систем представляет большую опасность, чем загрязнение атмосферы. Процессы генерации или самоочищения протекают в воде намного медленнее, чем в воздухе.

Источники загрязнения литосферы.

1.     Жилые дома и бытовые предприятия. В числе загрязняющих веществ: бытовой мусор, пищевые отходы, фекалии, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода, мусор общественных учреждений, больниц, столовых, гостиниц и т.д.

2.     Сельское хозяйство. Удобрения, ядохимикаты, применяемые в сельском и лесном хозяйствах для защиты растений от вредителей, болезней и сорняков. Отходы животноводства и сельскохозяйственной продукции.

3.     Теплоэнергетика. Образование массы шлаков при сжигании каменного угля, выделение в атмосферу сажи, несгоревших частиц, оксидов серы, оказывающихся в почве.

4.     Транспорт. При работе двигателей внутреннего сгорания выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды и другие вещества, оседающие на почве и растениях.

5.     Промышленные предприятия. В промышленных отходах есть вещества, оказывающие токсическое воздействие на живые организмы. В отходах металлургической промышленности присутствуют соли цветных и тяжелых металлов. Машиностроительная промышленность выводит в окружающую среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия. При производстве пластмасс и искусственных волокон образуются отходы бензола и фенола. Отходы целлюлозно-бумажной промышленности – фенолы, метанол, скипидар, кубовые остатки.

При загрязнении почв самоочищения почти не происходит. Токсичные вещества накапливаются, что способствует постепенному изменению химического состава, нарушению единства геохимической среды и живых организмов. Из почвы токсичные вещества попадают в организмы животных и людей.

Нобелевский лауреат Норман Борлоуг,кажется, знает, как это сделать

ЗАСУХА, наводнения, гражданские войны, вызвали в последнее время острую нехватку продовольствия по крайней мере в 38 странах Азии и Африки. В обнародованном в Риме документе Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО) названы "на грани голодной катастрофы" такие страны, как Ангола, Бурунди, Мозамбик, Республика Конго, Эритрея, Эфиопия, Гвинея-Биссау,Кения, Либерия, Мавритания, Руанда, Сьерра-Леоне, Сомали, Судан, Танзания, Уганда, Северная Корея. В этих странах сложилась особенно катастрофическая ситуация с продовольствием из-за гражданских конфликтов и огромного количества беженцев и перемещенных лиц.
По прогнозам демографов, к 2025 году число землян вырастет на 2 миллиарда человек и превысит 8 миллиардов. Сможет ли человечество прокормить себя в таком количестве, в таких экологических и политико-экономических условиях?
Нобелевский лауреат Норман Борлоуг считает, что это возможно.
Тридцать лет назад этот американский ученый получил Нобелевскую премию мира за оказание помощи страдающим от недоедания и стремление смягчить проблему голода на нашей планете. Сейчас Норману Борлоугу 85 лет. Он выступает за использование генетически измененных растений и продолжает настаивать на том, что основная проблема человечества состоит в распределении продуктов питания.
По мнению Нормана Борлоуга (и, кстати, специалистов Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО), на планете следует дополнительно ввести в сельхозоборот еще около двух миллиардов гектаров земли. Речь в первую очередь идет о Латинской Америке и Африке.
Многие возлагают большие надежды на биотехнологию, "генную революцию". Этими же проблемами занимается и Норман Борлоуг. Он сторонник генной инженерии, но обращаться с генами и растениями, убеждает американский ученый, следует осторожно, ответственно, корректно. Что же касается жарких дискуссий вокруг новейших биотехнологий и трансгенных растений, ученый полагает, что в этом деле не может быть "нулевого риска", однако полемика полезна, поскольку пробуждает у людей интерес к проблемам производства продуктов питания: без достатка в пище человечеству не выжить.
Борлоуг убеждает: "Истина состоит в том, что если высокоразвитые государства, испытывающие избыток продовольствия, хотят сохранить свой уровень жизни, они должны помогать развивающимся странам. Потому что полуголодное население не остановят ни Средиземное море, ни Атлантический океан. Голодные устремятся туда, где есть пища и благополучие. Что лучше: позволить голодающим и нищим ворваться в ваш дом или помочь им, чтобы они оставались жить у себя? Богатые государства вряд ли могут спать спокойно, пока не обеспечена продовольственная безопасность во всех странах. Уж слишком мир наш взаимосвязан и взаимозависим!"
Говоря по-нашему, по-российски, делиться надо!