Властивості гідросфери, атмосфери, літосфери. Джерела їх забруднення. Заходи щодо попередження їх забруднення

Забруднення середовища —  складний різноманітний процес. Відходи  виробництва виявляються зазвичай там, де з їхніми раніше був. Чимало їх ми хімічно активні і здатні взаємодіяти з молекулами, входять до складу тканин живого організму.

Безпосередніми об'єктами забруднення (ак цепторами) служать  основні компоненти біотопу (местообитание  біотичного співтовариства): атмосфера, гідросфера, літосфера. Непрямими об'єктами за грязнения (жертвами) є складові біоценозу — рослини, тварини, мікроорганізми.

Джерела забруднення дуже різні: у тому числі промислові підприємства, теплоэнерге тический комплекс, транспортні і побутові відходи, відходи тваринництва, і навіть хімічні вещест ва, свідомо внесені людиною в екосистеми захисту від шкідників, хвороб Паркінсона й бур'янів.     

Серед інгредієнтів забруднень — тисячі хімі ческих речовин, особливо метали і оксиди, токсини, аерозолі. Загрязнителем може бути будь-якою физичес київ агент, сама хімічна речовина і біологічний вид (мікроорганізми), які у довкілля чи що у нею кількостях, виходять далеко за межі своїм звичним концентрації — граничних ес тественных коливань чи середнього природного фону в аналізованих час.

Розрізняють антропогенні забруднювачі, разру шаемые біологічними процесами і неразрушаемые ними (стійкі). Перші входить у природні кругово роти речовин і тому швидко зникають чи піддаються руйнації біологічними агентами. Другі не входить у природні круговороти і накап ливаются у харчових ланцюгах й у биотопах.

Забруднення означає непросто внесення у повітря, грунт, і воду тих чи інших чужих для них  компонен тов. У кожному разі впливу піддається біогеоценоз загалом. З іншого боку, надлишок чи недоста струм одних речовин, у природної середовищі чи навіть наявність у ній інших речовин означає зміна режимів екологічних чинників чи його складів, отклоняющихся від вимог екологічної ніші тієї чи іншої організму (чи ланки у харчовій ланцюга). У цьому порушуються процеси обміну речовин, сни жается інтенсивність асиміляції продуцентів, отже, і продуктивність біоценозу загалом.

Отже, забрудненню довкілля є поза сение в екологічну систему (біогеоценоз) не властивих їй живих чи неживих компонентів чи структурні зміни, прерывающих кругово рот речовин, їх асиміляцію, потік енергії, унаслідок чого екосистема руйнується чи знижує свою продуктивність.

Негативний вплив зміни якості внеш ній середовища на метаболізм живих організмів одержало назву  “екологічної пастки”. Найбільш яскраві  ми прикладами є вплив на фізіологічні процеси в людини метилртути (хвороба  “Мінамата”), і навіть вплив деяких пестицидів.

Свого часу створення високоефективного  ядо хімікату для боротьби з шкідниками рослин — дихлордифенилтрихлорэтана (ДДТ) — відзначалося Нобелівської премією, оскільки його застосування су лило реальну можливість зберігати  врожайність агроценозів й лісові насадження. Світове производ ство ДДТ протягом майже 30 років досягало щорічно 100 тыс.т. Препарати ДДТ створювали перешкоди в экосис темах для економічно шкідливих консументов і захищали врожаї. Але й сам препарат, і її домішки крім токсичності для теплокровних жи вотных, здатні прогресивно накопичуватися в ланках харчових ланцюгів. При змісті у питній воді пре парата ДДТ в дозуванні 0,0014 частин на мільйон його вміст у планктоне становить вже 5,0 частин на мільйон, а м'язах риб — 221 частина, тобто. під час проходження його за трофічної ланцюга відбувається концентрування більш ніж 10 тис. раз! Коли це факт було встановлено, майже всі країни світу (крім Китаю та деяких інших розвиваю щихся країн) підписали Конвенцію про заборону виробництва і застосування ДДТ.

Наслідки забруднення які завжди ощу щаются відразу. Скачкообразным проявам забруднення нерідко  передують приховані. Важлива своєчасна  непряма індикація забруднення  в початкові моменти його впливу.     

Забруднення — це викид в довкілля шкідливі речовини. При відведення води від систем охолодження у природничі водойми відбувається изме нение природного режиму температури, тобто. потепління. Як забруднення можна рассмат ривать і відхилення від оптимальних параметрів рівнів шуму, освітленості, радіоактивності.     

Як системи перешкод слід розглядати руйнація біогеоценозів при відкритому видобутку підлогу езных копалин, регулюванні водотоків, осушенні, ерозії грунтів. Джерелом перешкод є шахтні відвали і терикони, у яких йдуть  складні фізико-хімічні процеси із шкода ных речовин, у атмосферу, води і грунт. Серед забруднень виділяють механічне, хімічне, фізичне, біологічне, микробиоло гическое. Механічне залежить від засміченні середовища агентами, які надають лише механічне воздей ствие без фізико-хімічних наслідків; хімічне — у зміні природних хімічних властивостей сре ды, у результаті якого підвищується среднемноголетнее коливання кількості будь-яких речовин для аналізованого періоду часу, чи насичення середу речовин, нормально отсутству ющих у ній чи концентраціях, перевищують норму.

Забруднення фізичне поділяють  на:  

1) теплове (термальне), що у результаті  підвищення температури середовища  головним чином через відкликання  промисловими викидами нагрітого  возду ха, відведених газів та  води;

2) світлове — порушення природною освітленості місцевості внаслідок впливу штучних джерел кольору, приво дящее до аномалій у житті тварин і звинувачують рослин, чи зниження рівня природною освітленості через задимленості нижніх верств атмосфери;

3) шумове, образующееся внаслідок збільшення інтенсивності і повторюваності шумів понад природного рівня;

4) електромагнітне, що з'являлось  унаслідок з менения електромагнітних  властивостей середовища (відключав  від ліній електропередачі, радіо  та телебачення, роботи некото  рых промислових установок тощо.), що веде до глобальним і локальним геофизическим аномалій із змінами в біологічних структурах;  

5) радиоактивное,связанное з перевищенням  природного рівня вмісту у  середовищі радіоактивні речовини.

Біологічна і микробиологическое загряз нение випадково чи внаслідок господарську діяльність людини.     

Всі ці різні за походженням і  характе ру впливу чинники мають  один який би їх ознака: є перешкодами  в екологічних системах і популяціях призводять до одному й тому результату — зниження продуктивності популяції, потім екосистеми цілому, а далі — до розпаду.     

Розглядаючи процес забруднення у  сенсі, з позицій теорії перешкод, може бути классифи цировать так:      

— ингредиентное забруднення як сукупність речовин, кількісно  чи якісно далеких ес тественным биогеоценозам;       

— параметрическое забруднення, що з з менением якісних параметрів довкілля;      

— биоценотическое забруднення, що полягає у впливі складу і структуру  популяцій живих організмів;       

— стациально-деструкционное забруднення, що було зміна ландшафтів і еко логічних систем у процесі природокористування.

Наслідки забруднення середовища коротко можна визначити таким  чином:      

1. Забруднення середовища є процес  нежелатель ных втрат речовини, енергії, праці та коштів, прикладених людиною до видобутку й заготівлі сировини й матеріалів, перетворювалися на безповоротні відходи, рассеиваемые в біосфері.      

2. Забруднення має наслідком  необоротне руйнація як розписування  окремих екологічних систем, і  біосфери загалом, включаючи вплив на фізико-хімічні параметри середовища.      

3. У результаті забруднення губляться  плодород ные землі, знижується  продуктивність екологічних систем  і біосфери загалом.      

4. Забруднення безпосередньо чи  опосередковано веде до ухуд шению фізичного й моральної стану людину, як головною продуктивної сили громади.      

5. Захист довкілля забруднення  — одну з ключових завдань  у спільній проблемі оптимиза  ции природокористування, збереження  якості середовища для сьогодення  й майбутніх поколінь людей.     

Вплив особи на одне біосферу всіх етапах його з природою служило джерелом перешкод. Спочатку воно зводилося  до впливу людину, як біологічного виду; потім настав час сверхинтенсивной полювання без зміни экосис тим, сменившийся зміною екосистем через природно що йдуть процеси — пасіння, посилення зростання трав шляхом їх випалювання тощо. На наступний етап зміна екосистем інтенсифікувалося шляхом рас пашки і реставрацію широкої вирубки лісів. Нарешті, наш час характеризується глобальним з менением всіх екологічних компонентів біосфери загалом. Вплив особи на одне біосферу зводиться до чотирьох основним формам:      

1) на зміну структури земної  поверхні (рас пашка степів, вирубування  лісів, меліорація, створення штучних  ставків і морів, і інші зміни режи мало поверхневих вод тощо.);

2) зміна складу біосфери, круговороту  і балансу що становлять її  речовин (вилучення ископае мых,  створення відвалів, викид різних  речовин, у атмосферу і водні  об'єкти, зміна влагооборота);

3) зміна енергетичного, зокрема, тепло вого балансу окремих районів земної кулі і всієї планети;  

4) зміни, що до біоту внаслідок  винищення деяких видів, створення  нових порід тварин і звинувачують  сортів рослин, переміщення налаштувалася  на нові місця проживання.     

Нині людина експлуатує більш 55% суші, використовує близько 14% річкових вод, зводить лісу у середньому до 18 млн.га на рік. Через війну забудови, гірських робіт, опустынивания і засолення  втрачається від 50 до70 тыс.км² в рік, у своїй 15% всієї світової суші вже деградувало через втручання людини. При будівельних і гірничих роботах переміщається більше чотирьох тыс.км³ породи на рік, вилучають із надр Землі щорічно 100 млрд. т руди, спалюється 7 млрд. т услов ного палива, виплавляється більш 800 млн. т різних металів, розсіюється з полів понад 500 млн. т мінеральних добрив і більше 4 млн. т ядохимика тов, третину яких змивається поверхневими стоками в водойми чи затримується у атмосфері. Нині на практиці використовується до 500 тис. химичес ких сполук, їх близько сорока тис. мають шкідливими в людини властивостями, а 12 тис. токсич ны.

Недосконалість сучасної технології не поз воляет повністю переробляти  мінеральну сировину. Велика його частину  повертається у природу як відходів. Готовая продукція становить лише 1 - 2% від використовуваного сировини, проте решта йде в відходи, що свідчить про нерозумному підході до певних природних ресурсів. Щороку до біосферу надходить понад 34 млрд. т відходів: побутових і промышленных-жидких, твердих і газоподібних, забруднюючих ат мосферу, гідросферу і літосферу.

4. Кислотні дощі.

 

Сірка — це важливе биофильный елемент. У живіт ных тканинах вона у складі білків і амінокислот, а рослинних — у складі ефірних  масел.     

Основним природним джерелом сірки  служать вулкани, з викидами що у атмосферу поступа ют діоксид сірки, сірководень і елементна сірка чисельністю 4 - 16 млн. т (враховуючи діоксид сірки). З іншого боку, сірководень є продуктом жизнеде ятельности бактерий-хемосинтетиков, які живуть суші й у океані. У нинішньому вигляді сульфат-иона сірка міститься у природних водах, середня його концентрація склад ляет 2,65 мг SO₄/1 р М₂0. У складі багатьох мінералів (вугілля, нафту, залізні, мідні та інші руди) неор ганическая сірка є у земної корі.     

У атмосфері сполуки сірки перетерплюють низку перетворень (див малюнок нижче). Сірководень последо вательно, до кількох щаблів, окислюється до діоксиду сірки, який, своєю чергою, теж окислюється до сірчаного ангідриду внаслідок фотохімічного і радикального механізмів його з кому понентами атмосфери, причому ці процеси істотно пришвидшуються у присутності оксидів азоту чи вуглеводнів, і навіть оксидів заліза, алюми ния, хрому та інших металів. Атмосферне волога теж сприяє окислювання діоксиду в триоксид: в дощову чи туманну погоду час существова ния атмосферного діоксиду сірки вбирається у 50 - 60 хв.

Триоксид сірки легко взаємодіє  зі частка ми атмосферної вологи і  утворить розчини сірчаної кислоти. Реагуючи з аміаком чи іонами металів, присутніми в атмосферної волозі, сірчана кисло та частково перетворюється на відповідні сульфати. У це сульфати амонію, натрію, кальцію. Освіта сульфатів відбувається у процесі окис ления лежить на поверхні твердих частинок, зважених повітря. Виниклі сульфати зберігаються в ат мосфере трохи більше 5 днів.     

Значна частина коштів сполук сірки  осідає на грішну землю з атмосферними опадами. Отже, з атмосфери сірка  знову в гідросферу й у грунт. Дощова вода має більш кислу реакцію, ніж поверхневі води, її рН становить 5,6. У природному циклі таким  шляхом забезпечується необхідне підкислення грунтів та ґрунтових раство рів, що дозволяє трансформувати мінеральні живильні речовини в доступну для рослин рас що творилась форму. Але вже до 1976 р. 65% всіх надходжень сірки у повітря мало антропогенний походження, їх 95% складали діоксид сірки. Таким обра зом, надходження сірки з природних джерел було перевищено більш ніж двічі. Сернистый ангідрид у промисловості образутся під час спалювання вугілля й нафти і за випалюванні сульфідних руд міді, нікелю, свинцю, цинку. Соединения сірки містяться й у ви бросах автотранспорту.     

У перші моменти після викиду діоксиду сірки у атмосфері немає  частки сірчаної кислоти і сульфатів. Згодом частка SO₂ повітря зменшується, одночасно зростає частка сірки як сірчаної кислоти і сульфатів. Кількість сірчаної кислоти у атмосфері сягає максимуму через десять годин після викиду, а сульфатів — через 30 - 40 годин.    

У північній півкулі викиди SO₂ оцінюються 136 млн. т на рік, у південному — 10 млн. т на рік. Підвищення змісту діоксиду і триоксида сірки у атмосфері призвело до появи кислотних дощів (рН близько чотирьох). Кислотный дощ — одне з найтяжчих форм забруднення довкілля. Максимальний від рицательный ефект кислотні дощі газові викиди завдають атмосфері, а ще через неї — флорі і фауні. Цим самим шляхом забруднюються водойми. Під впливом кислотних дощів закисляются грунту, що зумовлює порушення іонообмінних процесів і буферних властивостей грунту. До того ж в закисленной грунті полегшується перехід металів з грунту в раство ренную форму, доступну для рослин, в такий спосіб рослини можуть із грунтовими розчинами отримувати токсичні них і більшості живих організмів метали — цинк, залізо, марганець, алюміній. Цим самим шляхом інтенсифікується процес виділення у грунті сірководню, токсичного для рослин i мікро організмів.

5. Екологічні вимоги при размещениии і експлуатації підприємств.

 

Кожне підприємство має відбуватися  екологічну експертизу.