книги / Основы общей экологии. Прикладная экология

ем в организме опасных веществ; определить или опровергнуть негативный эффект от токсичного соединения; оценить эффективность профилактики субпопуляций; проверить механизм действия и токсикологическую модель вещества [4].

Реакция организма человека на воздействие факторов окружающей среды является качественным критерием оценки реальной экологической обстановки на исследуемой территории. Изучение состояния здоровья населения позволяет оценить вредность отдельного фактора среды или совокупности вредных факторов среды обитания человека, а также спрогнозировать и предотвратить экологически обусловленные заболевания.

Контрольные вопросы

1.Что изучает экология человека?

2.Назовите основные составляющие антропоэкосистемы.

3.Назовите основные показатели демографического поведения населения.

4.Какие виды заболеваний наиболее характерны сегодня для детского населения от 0 до 14 лет?

5.Что такое «факторы риска» формирования здоровья населения? Приведите примеры факторов риска.

6.Какие группы населения можно отнести к «целевым группам риска»?

7.Какие показатели характеризуют качество жизни населения?

8.Предложите мероприятия по снижению заболеваемости детского населения.

9.Что называется «экопатологией»? Какие виды экопатологий известны на территории вашего города?

10.Перечислите основные методы гигиенической инди-

кации.

11.Для чего применяется система биологических мар-

керов?

31

Раздел II

АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА КОМПОНЕНТЫ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ

Федеральный закон «Об охране окружающей среды» N 7-ФЗ рассматривает окружающую среду как систему, которая включает в себя в том числе и компоненты природной среды (земля, недра, почвы, поверхностные и подземные воды, атмосферный воздух, растительный, животный мир и пр.).

Под воздействием на компоненты природной среды будем понимать любое действие или процесс, приводящее к изменению их физических, химических и прочих параметров, как то:

–изъятие элементов, составляющих компонент природной среды (тогда речь идет о ресурсопользовании);

–привнесение веществ или энергии (загрязнение). Таким образом, под загрязнением следует понимать лю-

бое изменение состава и свойств природного компонента, приводящее к негативному воздействию на здоровье человека и животных, состояние растений и экосистем.

В широком смысле загрязнение окружающей среды – это любое внесение в ту или иную экологическую систему (биогеоценоз) не свойственных ей живых или неживых компонентов, физических или структурных изменений, прерывающих или нарушающих процессы круговорота и обмена веществ, потоки энергии с непременным следствием в форме снижения продуктивности или разрушения данной экосистемы [5].

Загрязнителями могут являться как новые (не характерные) для среды агенты (физические, химические и биологические), так и свойственные ей агенты, но которые содержатся в объемах, превышающих естественный характерный для среды уровень их наличия.

32

В большинстве случаев загрязнения являются побочным продуктом хозяйственной деятельности человека, связанной с преобразованием и получением нужных материалов, веществ, продукции. Как правило, они представляются собой вещества, чуждые природной среде. Их называют ксенобиотиками (от греч. «ксенос» – чужой, «биос» – жизнь).

Ксенобиотики или даже характерные для среды вещества, в избыточном количестве попадая в растительные и животные клетки, приводят к нарушениям в биохимических циклах, в результате нарушается клеточный метаболизм, а это приводит к негативным последствиям для организма.

Например:

–содержание в атмосферном воздухе соединений фтора, никеля, кобальта, серы нарушает фотосинтез и разрушает фотосинтетический аппарат растений. Как следствие – гибель лесных насаждений;

–сбросы в воду фреонов и органических кислот приводят к гибели рыбы;

–избыток диоксида серы в сочетании с туманом в атмосферном воздухе привел к гибели тысяч людей в Лондоне (так называемый Лондонский смог);

–в процессе сгорания углеводородного топлива идет выделение бензпирена, который способствует возникновению раковых заболеваний;

–болезнями века стали в последнее время аллергические заболевания.

По способу образования различают:

первичное загрязнение – непосредственное поступление

всреду загрязнителей от источников образования; вторичное загрязнение – в результате физических и хи-

мических процессов, происходящих в самой среде, могут синтезироваться новые загрязнения, более опасные и вредные, чем изначальные реагенты.

33

Загрязнение окружающей среды классифицируют следующим образом:

–ингредиентное (химическое) загрязнение, представ-

ляющее собой совокупность веществ, количественно или качественно чуждых естественным биогеоценозам;

–параметрическое (физическое) загрязнение, связанное

сизменением качественных параметров окружающей среды;

–биоценотическое загрязнение, воздействующее на со-

став и структуру популяций живых организмов;

–стациально-деструкционное загрязнение, представ-

ляющее собой изменение ландшафтов и экологических систем в процессе природопользования, связанное с оптимизацией природы в интересах человека [5].

Из всех возможных видов загрязнения окружающей среды выделяют специфические факторы, называемые осо-

быми видами антропогенного воздействия на биосферу. К ним относят загрязнение окружающей среды опасными отходами, шумовое воздействие, воздействие электромагнитных полей и излучений, а также биологическое загрязнение. Наибольший вклад в ингредиентное загрязнение окружающей среды вносят химические вещества, входящие в состав газообразных, жидких или твердых отходов промышленных предприятий.

Глава 2. ВОЗДЕЙСТВИЕ НА АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ

Атмосфера (от греч. «атмо» – пар) – газовая оболочка планеты Земля, представляющая собой сложную систему, которая состоит из воздуха, химических примесей и паров воды. Важнейшие свойства атмосферы:

– прозрачность (свойство воздуха пропускать световые лучи) зависит от наличия примесей и их физических свойств. В отсутствие примесей среднегодовая температура поверх-

34

ности земли составляла бы –18 °С (а не +15 °С как сейчас). Содержащиеся в атмосфере пары воды и различные взвеси обусловливают как степень проникновения солнечной радиации к поверхности земли, так и удержание тепла в околоземном пространстве;

– связь атмосферы с другими геосферами (особенно с океаном) имеет важное значение, поскольку обеспечивает ее высокую способность к самоочищению, а также придает глобальный характер процессам, происходящим в ней. Известно, например, что океан способен поглощать значительные массы двуокиси углерода (СО2), сернистого газа (SO2). растения также способны поглощать большое количество примесей, включая отдельные компоненты в почвенное звено круговорота веществ;

– отсутствует четко выраженный накопительный эффект по отношению к загрязняющим веществам.

Основные функции атмосферы:

во-первых, это необходимый для жизни компонент окружающей среды, который формирует климат планеты, обеспечивает процессы круговорота веществ и самоочистки в биосфере и т.п.;

во-вторых, подобно «чехлу» атмосфера защищает от пагубного влияния космического излучения жизнь на планете; в-третьих, быстро перемешивает и перемещает на большие расстояния значительные количества воздушных масс, что способствует рассеиванию загрязнения, но вместе с тем это является основным фактором превращения локальных за-

грязнений в глобальные.

В трактовке закона № 96-ФЗ «Об охране атмосферного воздуха» атмосферным воздухом считается естественная смесь газов атмосферы, находящаяся за пределами помещений (жилых, производственных, общественных), которая представляет собой жизненно необходимый компонент окружающей среды.

35

2.1.Характеристика источников выбросов

иосновных загрязняющих веществ

Ватмосферный воздух ежедневно выбрасывается более 100 различных химических соединений, которые оказывают негативное воздействие на все объекты биосферы: приводят

кзагрязнению почв, водоемов, растительного покрова, а также к повреждению строительных конструкций, зданий и сооружений, влияют на животный мир и здоровье населения.

Источники загрязнения атмосферы по происхождению классифицируют на естественные и антропогенные. К естественным источникам выбросов загрязняющих веществ (ЗВ) относят космическую пыль, выбросы ЗВ при извержении вулканов, лесных пожаров и т.п.

Основными антропогенными источниками загрязнения атмосферы являются выбросы горнодобывающей и химической промышленности, нефте-, газодобывающего и перерабатывающего комплекса, металлургии, энергетических установок, автотранспорта и др.

Источники антропогенного воздействия на атмосферу классифицируют по следующим типам:

1.По назначению

• технологические выбросы, представляющие собой газы, образующиеся в технологических процессах, например печные газы, а также газы на выходе из установок очистки газовых выбросов; продувочные газы из технологического оборудования. Для них характерны высокие концентрации загрязняющих веществ и сравнительно небольшие объемы;

•вентиляционные выбросы – отсосы от технологического оборудования и общеобменной вентиляции.

2. По месту расположения

•незатененные или высокие, которые находятся в зоне недеформированного воздушного потока. К ним можно отне-

сти высокие трубы (точечные источники), которые в 2,5 и более раза превышают высоту зданий и сооружений;

36

•затененные или низкие, расположенные над зданием на меньшей высоте;

•наземные (технологическое оборудование, колодцы системы промышленной и хозяйственно-бытовой канализации, участки хранения отходов производства).

3. По геометрической форме

•точечные (трубы, шахты);

•линейные – открытые окна, аэрационные фонари;

4. По режиму выбросов

• периодические;

• непрерывные;

• залповые. Залповые выбросы возможны при авариях технологического оборудования.

5. По агрегатному состоянию

• твердые, жидкие и газообразные. 6. По характеру организации отвода

•организованные – выбросы через специальные сооружения: газоходы, воздуховоды, трубы;

•неорганизованные выбросы – выбросы, образующиеся при нарушении герметичности аппаратов и технологического оборудования из-за отсутствия отвода пылегазовых выбросов, при транспортировке сырья или продуктов производства.

Многотоннажными и токсичными для человека, растительного и животного мира являются выбросы пыли различного происхождения, углекислого газа, оксида углерода

(СО), сернистого (SO2) и серного газов (SO3), оксидов азота (NO, NO2), углеводородов (метан, этан, пропан и др.), галогенсодержащих соединений (HCl, Cl2, HF и др.), хлорсодержащих органических соединений (хлороформ, хлорметан, четыреххлористый водород, диоксины). Развитие атомной промышленности привело к поступлению в атмосферу радиоактивных летучих компонентов.

По данным Всемирной организации здравоохранения,

ватмосферу ежегодно поступает более 150 млн тонн различ-

37

ных пыли и аэрозолей; 220 млн тонн сернистого газа; 450 млн тонн оксида углерода; 75 млн тонн оксидов азота. В год на каждого жителя Земли приходится в среднем 300 кг выбросов в атмосферу [9].

Основные загрязняющие вещества, их промышленные источники и токсическое действие этих соединений представлены в табл. 2.1.

Таблица 2.1 Основные загрязняющие вещества и их источники

38

Окончание табл. 2.1

2.2. Экологические последствия загрязнения атмосферы

Загрязнение атмосферы связывают с глобальными экологическими проблемами, изменением климата на планете,

кним можно отнести:

•парниковый эффект;

•разрушение озонового слоя;

•образование кислотных дождей и смога.

Диоксид углерода, содержащийся в атмосфере, поглощает более 18 % теплового излучения, создавая явление парникового эффекта [10]. Увеличение содержания диоксида углерода в воздухе сопровождается повышением температуры атмосферы, что может привести к глобальным изменениям климата на планете. К парниковым газам также относят метан, этан и пропан, оксиды азота.

В атмосфере протекают сложные процессы диссоциации, образования радикалов, новых химических соединений, фотолиза, озонолиза, гидролиза, пиролиза, окисления и др.

Например, оксиды азота способны разрушать озоновый слой атмосферы при протекании следующих реакций:

NO2 → (hv) NO + O

O3 + NO → O2 + NO2

NO2 + H2O → HNO3 + NO

При поступлении в атмосферу хлорсодержащих углеводородов, например фреонов, в процессе их диссоциации образуется атомарный хлор, способный взаимодействовать с озоном по цепному механизму:

О3 + Cl* → ClО* + О2; ClО* + О* → Cl* + О2

При совместном присутствии SO2, оксидов азота и паров воды (влажности воздуха) возможно протекание следующих реакций, сопровождающихся образованием кислотных дождей:

40