Антропогенный фактор

Оказывая отрицательное влияние на окружающую среду, загрязнения, в свою очередь, могут подвергаться определенному воздействию окружающей среды.

Таким образом, по воздействию со стороны воздействия на окружающую среду, загрязнения подразделяются на:

— стойкие (неразрушаемые);

— нестойкие, разрушаемые под действием природных химико-биологических процессов.

Классификацию выбросов вредных веществ в атмосферу устанавливает ГОСТ17.2.1.01—76.

В основу классификации материальных загрязнений приняты: среда распространения — (атмосфера, гидро-, литосфера), их агрегатное состояние (газообразное, жидкое, твердое), применяемые методы обезвреживания, а также степень токсичности выбросов. Эти выбросы в зависимости от состава вредных веществ классифицируются по агрегатному состоянию этих веществ и по массовому выбросу, т. е. массе веществ, выбрасываемых в единицу времени (тонн/сутки).

По химическому составу выбросы делятся на группы; в зависимости от разных частиц — на подгруппы.

В условиях промышленного производства важное значение с точки зрения загрязнения окружающей среды имеют частицы пыли — взвешенные в воздухе частицы твердых веществ. Газ или воздух, в которых неопределенно долгое время находится во взвешенном состоянии пыль или капельки жидкости, называются аэрозолями (аэродисперсной системой).

Физико-химические свойства промышленной пыли зависят, в основном, природы, т. е. материала или вещества, из которого она образовалась, а также механизма ее образования (размельчение, испарение, сгорание и т. п.).

Промышленные пыли образуются (в зависимости от механизма образования:

— в процессах дробления и истирания (аэрозоли дезинтеграции);

— испарения с последующей конденсацией в твердые частицы (аэрозоли конденсации);

— горение с образованием твердых частиц продуктов неполного сгорания топлива (дымы).

Механизм образования пыли влияет, в основном, на ее дисперсный состав и определяется размером частиц.

Аэрозоли в большинстве полидисперсны, т. е. содержат частицы различного размера. Исключение составляют возгоны — пыли, образующиеся в газах в результате конденсации паров веществ и в процессе химических реакций газообразных компонентов. Это монодисперсные системы с размером частиц < 1 мкм.

Жидкие выбросы в атмосферу (туманы) — это аэрозоли, образованные мельчайшими капельками распыленных жидкостей (кислот, масел и др.).

Газообразные (парообразные) выбросы, т. е. загрязняющие атмосферу вещества — это аэрозоли в виде примесей газов или паров, обладают дисперсностью, достигшей молекулярного уровня. Газообразные загрязнения — SO2, CO, NO и др. образуются чаще всего в процессе горения. Парообразные примеси (например, углеводороды) — в результате процесса испарения. Однако эти различия (газ—пар) в определенной мере условны. Основными физико-химическими характеристиками газообразных загрязнений являются химический состав и плотность, а для паров — также их летучесть (т. е. скорость испарения при данной температуре); упругость или давление пара (т. е. предел насыщения им воздуха при определенной температуре). [2, c.46-52]

Теплоэлектростанции и предприятия черной металлургии, дают больше половины всех загрязнений атмосферы. Следует помнить, что выбросы предприятий химической промышленности сильно концентрированы и весьма агрессивны.

В промышленности получают и используют различные вещества с самыми разнообразными физическими и химическими свойствами, поэтому и выбросы в атмосферу по своему химическому составу различаются. Все же из всех выбросов по объему и приносимому вреду следует выделить такие вещества: сернистый газ SO2 (он же сернистый ангидрид или двуокись серы), окислы азота, углерода СО (угарный газ), нефтяные газы, летучие растворители (ароматические углеводороды, спирты, эфиры, галогенопроизводные углеводородов, кетоны и др.), а также пылевыделения.

Важную роль в локальных загрязнениях атмосферы играют аэрозоли искусственного происхождения. На первом месте здесь находится промышленность строительных материалов, и в первую очередь, — производство цемента. Цементные заводы выбрасывают в атмосферу до 3% своей продукции. Большое количество пыли образуется также при производстве черных и цветных металлов.

Что касается пыли, то наибольшее количество ее выбрасывается в атмосферу тепловыми электростанциями, которые используют преимущественно местные низкосортные угли, при сгорании выделяющих значительное количество золы и сернистых соединений. Сжигаются они в пылевидном состоянии, выбрасывая много золы и дымовыми газами в атмосферу, оседающей затем в виде копоти.

По количественному и качественному составу вредных выбросов промышленное производство можно разделить на четыре группы:

— производства, выбрасывающие в атмосферу условно чистые технологические и вентиляционные выбросы с содержанием вредных веществ, не превышающих предельно допустимые концентрации;

— производства, выбрасывающие в атмосферу неприятно пахнущие газы;

— производства со значительными выбросами газа, содержащего нетоксичные или инертные газы;

— производства, выбрасывающие в атмосферу токсичные и канцерогенные вещества. К первой группе относятся, например, цеха с технологическими печами, работающими на природном газе и малосернистом мазуте; ко второй — производство азотной кислоты с каталитической очисткой; к третьей — цеха с дробильно-помольным оборудованием, сушильными барабанами, обогатительные фабрики; к четвертой — химические и нефтехимические производства (производство полиэтилена, фенола, полиамидных и фенолформальдегидных смол, фталиевого ангидрита, серной и соляной кислоты, стирола, карбамида, гербицидов, аммиака, ацетилена и т. д.).

6. Загрязнения  подземных и поверхностных вод.

Наибольший вред водоемам и водотокам причиняет выпуск в них неочищенных сточных вод — промышленных, коммунально-бытовых, коллекторно-дренажных и др. Промышленные сточные воды загрязняют экосистемы самыми разнообразными компонентами в зависимости от специфики отраслей промышленности. Следует заметить, что в настоящее время объем сброса промышленных сточных вод во многие водные экосистемы не только не уменьшается, но и продолжает расти. Так, например, в оз. Байкал, вместо планируемого прекращения сброса сточных вод из ЦБК (целлюлозно-бумажного комбината) и перевода их на замкнутый цикл водопотребления, сбрасывается огромное количество сточных вод.

Коммунально-бытовые сточные воды в больших количествах поступают из жилых и общественных зданий, прачечных, столовых, больниц и т.д. В сточных водах этого типа преобладают различные органические вещества, а также микроорганизмы, что может вызвать бактериальное загрязнение.  
Такие опасные загрязняющие вещества, как пестициды, аммонийный и нитратный азот, фосфор, калий и др., смываются с сельскохозяйственных территорий, включая площади, занимаемые животноводческими комплексами. По большей части они попадают в водоемы и в водотоки без какой-либо очистки, а поэтому имеют высокую концентрацию органического вещества, биогенных элементов и других загрязнителей. 

Значительную опасность представляют газодымовые соединения (аэрозоли, пыль и т.д.), оседающие из атмосферы на поверхность водосборных бассейнов и непосредственно на водные поверхности. Плотность выпадения, например, аммонийного азота на Европейской территории России оценивается в среднем 0,3 т/км2, а серы от 0,25 до 2,0 т/км2. Огромны масштабы нефтяного загрязнения природных вод. Миллионы тонн нефти ежегодно загрязняют морские и пресноводные экосистемы при авариях нефтеналивных судов, на нефтепромыслах в прибрежных зонах, при сбросе с судов балластных вод и т.д.  
Кроме поверхностных вод постоянно загрязняются и подземные воды, в первую очередь в районах крупных промышленных центров. Источники загрязнения подземных вод весьма разнообразны. Загрязняющие вещества могут проникать к подземным водам различными путями: при просачивании промышленных и хозяйственно-бытовых стоков из хранилищ, прудов-накопителей, отстойником и др., по затрубному пространству неисправных скважин, через поглощающие скважины, карстовые воронки и т. д. К естественным источникам загрязнения относят сильно минерализованные (соленые и рассолы) подземные воды или морские воды, которые могут внедряться в пресные незагрязненные воды при эксплуатации водозаборных сооружений и откачке воды из скважин.  
Важно подчеркнуть, что загрязнения подземных вод не ограничиваются площадью промпредприятий, хранилищ отходов и т.д., а распространяются вниз по течению потока на расстояния до 20—30 км и более от источника загрязнения. Это создает реальную угрозу для питьевого водоснабжения в этих районах.  
Следует также иметь в виду, что загрязнение подземных вод негативно сказывается и на экологическом состоянии поверхностных вод, атмосферы, почв, других компонентов природной среды. Например, загрязняющие вещества, находящиеся в подземных водах, могут выноситься фильтрационным потоком в поверхностные водоемы и загрязнять их. Как подчеркивает В.М. Гольдберг (1988), круговорот загрязняющих веществ в системе поверхностных и подземных вод предопределяет единство природоохранных и водоохранных мер и их нельзя разрывать. В противном случае меры по охране подземных вод вне связи с мерами по защите других компонентов природной среды будут неэффективными. 

Экологические последствия загрязнения гидросферы  
Загрязнение водных экосистем представляет огромную опасность для всех живых организмов и, в частности, для человека.  
Ускоренная, или так называемая антропогенная, эвтрофикация связана с поступлением в водоемы значительного количества биогенных веществ — азота, фосфора и других элементов в виде удобрений, моющих веществ, отходов животноводства, атмосферных аэрозолей и т.д. В современных условиях эвтрофикация водоемов протекает в значительно менее продолжительные сроки — несколько десятилетий и менее. Антропогенное эвтрофирование весьма отрицательно влияет на пресноводные экосистемы, приводя к перестройке структуры трофических связей гидробионтов и резкому возрастанию биомассы фитопланктона. Благодаря массовому размножению синезеленых водорослей, вызывающих «цветение» воды, ухудшается ее качество и условия жизни гидробионтов (к тому же выделяющих опасные для человека токсины). Возрастание массы фитопланктона сопровождается уменьшением разнообразия видов, что приводит к невосполнимой утрате генофонда, уменьшению способности экосистем к гомеостазу и саморегуляции. 

Процессы антропогенной эвтрофикации охватывают многие крупные озера мира — Великие Американские озера, Балатон, Ладожское, Женевское и др., а также водохранилища и речные экосистемы, в первую очередь, малые реки. На этих реках кроме катастрофически растущей биомассы синезеленых водорослей с берегов происходит зарастание их высшей растительностью. Сами же сине-зеленые водоросли в результате своей жизнедеятельности производят сильнейшие токсины, представляющие опасность для гидробионтов и человека.  
Помимо избытка биогенных веществ на пресноводные экосистемы губительное воздействие оказывают и другие загрязняющие вещества: тяжелые металлы (свинец, кадмий, никель и др.), фенолы, СПАВ и др. Так, например, водные организмы Байкала, приспособившиеся в процессе длительной эволюции к естественному набору химических соединений притоков озера, оказались неспособными к переработке чуждых природным водам химических соединений (нефтепродуктов, тяжелых металлов, солей и др.). В результате отмечено обеднение гидробионтов, уменьшение биомассы зоопланктона, гибель значительной части численности популяции байкальской нерпы и др.  
Морские экосистемы. Скорости поступления загрязняющих веществ в Мировой океан в последнее время резко возросли. Ежегодно в океан сбрасывается до 300 млрд. м3 сточных вод, 90% которых не подвергается предварительной очистке.  
Морские экосистемы подвергаются все большему антропогенному воздействию посредством химических токсикантов, которые, аккумулируясь гидробионтами, по трофической цепи, приводят к гибели консументов даже высоких порядков, в том числе и наземных животных — морских птиц, например.  
Среди химических токсикантов наибольшую опасность для морской биоты и человека представляют нефтяные углеводороды пестициды и тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий и др.).  
Экологические последствия загрязнения морских экосистем выражаются в следующих процессах и явлениях: 

• нарушении устойчивости экосистем; 
• прогрессирующей эвтрофикации; 
• появлении «красных приливов»; 
• накоплении химических токсикантов в биоте; 
• снижении биологической продуктивности; 
• возникновении мутагенеза и канцерогенеза в морской среде; 
• микробиологическом загрязнении прибрежных районов моря. 

До определенного предела морские экосистемы могут противостоять вредным воздействиям химических токсикантов, используя накопительную, окислительную и минерализующую функции гидробионтов. Так, например, двухстворчатые моллюски способны аккумулировать один из самых токсичных пестицидов — ДДТ и при благоприятных условиях выводить его из организма. (ДДТ, как известно, запрещен в России, США и некоторых других странах, тем не менее, он поступает в Мировой океан в значительном количестве.) Ученые доказали и существование в водах Мирового океана интенсивных процессов биотрансформации бензапирена, благодаря наличию в открытых и полузакрытых акваториях гетеротрофной микрофлоры. Установлено также, что микроорганизмы водоемов и донных отложений обладают достаточно развитым механизмом устойчивости к тяжелым металлам, в частности, они способны продуцировать сероводород, внеклеточные экзополимеры и другие вещества, которые, взаимодействуя с тяжелыми металлами, переводят их в менее токсичные формы.  
В то же время в океан поступают все новые и новые токсичные загрязняющие вещества, все более острый характер приобретают проблемы эвтрофирования и микробиологического загрязнения прибрежных зон океана. В связи с этим важное значение имеет определение допустимого антропогенного давления на морские экосистемы, изучение их ассимиляционной емкости как интегральной характеристики способности биогеоценоза к динамическому накоплению и удалению загрязняющих веществ. 

Для здоровья человека неблагоприятные последствия при использовании загрязненной воды, а также при контакте с ней (купание, стирка, рыбная ловля и др.) проявляются либо непосредственно при питье, либо в результате биологического накопления подлинным пищевым цепям типа вода — планктон — рыбы — человек или вода — почва — растения — животные — человек и др.  
При контакте человека с загрязненной водой различные паразиты могут проникнуть в кожу и вызвать тяжелые заболевания, особенно характерные для тропиков и субтропиков. 

В современных условиях увеличивается опасность и таких эпидемических заболеваний, как холера, брюшной тиф, дизентерия и др., вызванных бактериальным загрязнением воды.