Экологический мониторинг и экологические катастрофы

     В воздухе Арктики и Антарктики, а также над лесными и горными  массивами, большими водными поверхностями  содержание микороорганизмов совсем незначительно. Однако, воздух крупных городов, и особенно промышленных центров, содержит в образующихся аэрозолях довольно существенные количества микроорганизмов.

     Если  в воздухе закрытых помещений  состав микробного аэрозоля достаточно однообразен, то воздушная микрофлора атмосферы довольно разнообразна; в ней находят чаще всего спорообразующие микробы, дрожжи и плесневые грибы. В атмосферном воздухе обнаруживается до 383 видов бактерий и 28 родов микроскопических грибов. Последнее обстоятельство обусловлено многообразием источников воздушного загрязнения, которыми служат человек, дикие и домашние животные, растительные организмы, почвенный покров.

     2.3.4. КОМПЛЕКСНЫЕ ЭОФ

     Принято выделять также комплексные, т.е. характеризующиеся многосторонним действием, ЭОФ. В принципе практически все перечисленные ранее факторы являются комплексными: физико-химическими, биохимическими и т.д. Самые типичные примеры: кислотные осадки, сделавшие уже безжизненными тысячи озер и вызывающие гибель лесов, парниковые эффекты, чреватые небывалыми засухами, и истончение озонового слоя, угрожающее всему живому на планете. Все эти процессы происходят в результате антропогенных возмущений и достигают глобальных масштабов, влияя на всю экосистему Земли, на биосферу в целом. 

     Кислотные осадки

     Впервые выражение "кислотный дождь" использовал  в 1872 г. британский исследователь Р.А.Смит, а в 50-х годах нашего столетия скандинавские ученые отметили их потенциальную  опасность для окружающей среды. Таким образом, эта проблема отнюдь не нова.

     Кислотными  называют осадки, рН которых ниже 5,6. Их источник в атмосфере — газы, содержащие соединения серы и азота. Эти соединения могут попадать в  атмосферу, как в результате естественных природных процессов, так и деятельности человека.

     К естественным источникам эмиссии двуокиси серы, окиси и двуокиси азота, т.е. основных "поставщиков" кислотных  осадков, относятся:

     1) процессы разрушения органических  веществ с помощью анаэробных  бактерий, в результате чего образуются  газообразные соединения серы. Установлено, что выделение серы подобным путем составляет 30—40 млн. тонн в год;

     2) извержения вулканов, что приводит  к ежегодному попаданию в атмосферу  около 2 млн. тонн серосодержащих  соединений;

     3) испарение воды с поверхности  морей и океанов, в результате чего с частицами морской соли, содержащей сульфаты, в воздух поступает примерно 50—200 млн. тонн.

     Однако  с точки зрения образования кислотных  дождей этот источник не имеет существенного  значения, так как из-за больших  размеров частицы соли не попадают в верхние слои атмосферы, а из сульфатов морского происхождения серная кислота не образуется. Вместе с тем этот источник важен как регулятор образования облаков и осадков;

     4) почвенная эмиссия оксидов азота.  Эти соединения образуются из нитритов в результате деятельности денитрифицирующих микроорганизмов (8 млн. тонн ежегодно в пересчете на азот);

     5) грозовые разряды, сопровождающиеся  высокой температурой и переходом  молекулярных кислорода и азота  в плазменное состояние также  приводит к образованию оксидов азота

     6) лесные пожары, в результате которых  в воздух поступает 12 млн. тонн  год оксидов азота;

     7) прочие источники естественных  выбросов соединений азота (окисление  аммиака в атмосфере, разложение  закиси азота) с трудом поддаются  оценке.

       Среди антропогенных источников  образования атмосферных соединений  серы основное место занимает  сжигание угля, которое дает 70% выбросов  двуокиси серы, а также сгорание  нефтепродуктов и переработка  нефти, металлургическая промышленность, предприятия по производству серной кислоты.

     Таким образом, в результате деятельности человека в атмосферу поступает 60—70 млн. тонн двуокиси серы, т.е. в два  раза больше, чем это происходит естественным путем. Почти 40% из 56 млн. тонн ежегодных выбросов оксидов  азота образуются из антропогенных источников. Главные из них: сжигание ископаемого топлива (угля, нефти, газа) — 12 млн. тонн в год, и транспорт — от двигателей внутреннего сгорания поступает в атмосферу 8 млн. тонн. С различными видами промышленности выбрасывается в воздух около 1 млн. тонн оксидов азота. В целом количество естественных и искусственных выбросов соединений, принимающих участие в образовании кислотных осадков, приблизительно одинаково, однако антропогенные выбросы двуокиси серы и оксидов азота сосредоточены на ограниченных территориях с развитой промышленностью и, таким образом именно в этих местах создаются высокие концентрации кислотных микроэлементов в атмосфере. Вымывание кислотных веществ из атмосферы происходит во время образования облаков и осадков. Если бы в воздухе не было микроэлементов, то рН атмосферных осадков составляло бы 5,6 благодаря наличию углекислого газа. Загрязнение окружающей среды, как последствие антропогенного вмешательства в природные процессы резко увеличивает кислотность

     В Венгрии, например, за последние 10 лет  среднее значение рН = 4,5. Максимальная для Венгрии кислотность осадков (рН = 3) уже означает примерно 400-кратное  увеличение концентрации водородных ионов  по сравнению с точкой нейтрализации.

     Наибольшее  в мире значение кислотности (рН = 2,25) установили в Китае в 1981 г. в районе с сильным загрязнением воздуха. Эта атмосферная вода, фактически являющаяся кислотой, представляет непосредственную опасность для окружающей среды и человека. В каждом ее литре содержалось около 0,3 г серной или азотной кислоты, в то время как даже используемый в хозяйстве уксус имеет рН = 2,8.

     Каково  же влияние кислотных дождей на окружающую среду? Кислотные осадки оказывают  вредное воздействие на все объекты, т.е. процессы и предметы, на которое влияет изменение рН. Эти воздействия могут быть прямыми и/или косвенными.

     Косвенные воздействия кислотных осадков  на растения происходят через почву  и могут проявляться по-разному. Например, осадки, содержащие азотные  соединения, первое время оказывают даже позитивный рост стимулирующий эффект на растения. В дальнейшем же происходит перенасыщение азотом и увеличивается вымывание нитритов, что ведет к закислению почвы. Кислотные осадки приводят к выщелачиванию кальция, магния и калия из почвы, повышению мобильности тяжелых металлов. Поскольку растворимость последних также зависит от рН, то эти металлы, будучи ядами для растений, способны привести к их гибели. Соотношение алюминий/ кальций в почвенных водах в случае выпадения кислотных осадков настолько возрастает, что тормозится рост корневой системы, а сам алюминий оказывает токсическое действие на почвенные микроорганизмы. Изменение состава микроорганизмов явно влияет на процессы разложения, минерализации и связывания азота. Показателен следующий пример косвенного воздействия: известно, что грибы, являясь симбионтами, живут на корневой системе дубов и значительно увеличивают способность этой системы к всасыванию питательных веществ. Но эти грибы чрезвычайно чувствительны к повышению кислотности и, погибая сами, являются причиной омертвения дубов.

        Закисление пресных вод — это  потеря ими способности к нейтрализации.  Особо интенсивное закисление  озер наблюдается в Скандинавии  и Канаде. Дело в том, что  большинство этих озер имеет  бедное известняками (гранитное) ложе и потому не обладает достаточной способностью к нейтрализации. Исследования, проводимые в Швеции , показали, что почти 18000 озер имеют рН ниже 5,5, что неблагоприятно влияет на здоровье рыбных сообществ и уже привело к исчезновению некоторых популяций рыб. Уменьшение рН также влияет и на земноводных, фито- и зоопланктон. Это особенно заметно, если сравнить видовой состав флоры и фауны в озерах с близким набором питательных веществ и ионов, но различной кислотностью. Когда среда водных экосистем имеет кислую реакцию, то, практически все организмы, особенно на ранних стадиях развития. Могут прерываться многие пищевые цепи, что в свою очередь приводит к снижению разнообразия организмов.

     Прямые  или непосредственные воздействия  кислотных осадков в наибольшей степени ощущается вблизи мест выбросов в атмосферу загрязнений (обычно не более нескольких десятков километров). Например, двуокись серы, проникая в организм растения, вмешивается в окислительные реакции, что приводит к образованию свободных радикалов. Последние окисляют жирные кислоты мембран, изменяя их проницаемость, что оказывает негативное действие на дыхание и фотосинтез. Наиболее чувствительными к действию кислотных осадков являются некоторые виды лишайников и хвойных деревьев. Можно считать доказанной роль двуокиси серы и оксидов азота в гибели лесов. Важно отметить, что косвенные и прямые воздействия происходят обычно одновременно, дополняя и усиливая друг друга.

     Подводя итоги всему вышесказанному, следует  отметить, что объём работы не позволяет описать все экологически опасные факторы. Многие из них как бы остаются за кадром. В последнее время данные по многим экологическим катастрофам умалчиваются, так как их выгодно скрывать. Я считаю, что проблемы экологии должны быть подвергнуты широкой огласке. Уровень изучения экологии в большинстве школ и прочих учебных заведений должен стать выше, это, по моему мнению, воспитает в людях «экологическое» сознание. Всё это должно произойти в ближайшее время, так как время сейчас для человечества непозволительная роскошь. Экологические проблемы требуют быстрых и эффективных решений.

     Важно сознавать, что все без исключения члены общества получат пользу от охраны окружающей среды и понесут  большие потери в случае её деградации, которая обязательно произойдет, если не снизить риск экологических катастроф. Следовательно, риск и прибыли нужно оценивать с точки зрения широких и долгосрочных перспектив. Нельзя позволять группам с сиюминутными политическими и экономическими интересами препятствовать решению вечных проблем. Когда бы вы ни столкнулись с возражением, что расходы слишком велики, отвечайте: «Впоследствии за деградацию окружающей среды придется заплатить гораздо дороже».  
 
 
 
 
 
 
 
 

     СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ю.А. Израэль «Проблемы всестороннего анализа окружающей среды и принципы комплексного мониторинга» Ленинград, Гидрометеоиздат 1988 год
2. Д. Никитин, Ю. Новиков «Окружающая среда и человек» Москва Изд. Высшая школа 1986 год.
3. Г. Козубова, А. Таскаева «Радиационное воздействие на хвойные леса в районе аварии на ЧАЭС» Ур.О АН СССР, Сыктывкар 1990 год.
4. В.В. Худолей, И.В. Мизгирев «Экологически опасные факторы» РАН, С-Пб НЦ 1996 год.
5. В.В Бадаев, Ю.А.Егоров, С.В. Казаков «Охрана окружающей среды при эксплуатации АЭС» Москва Энергоатомиздат 1990 год.
6. Б. Небел «Наука об окружающей среде» Москва «Мир» 1993 год.
7. Брач Б.Я. и др. Мониторинг окружающей среды в Республике Коми/Под ред. Б.Я. Брача: Учебное пособие. – Сыктывкар: Коми книжное издательство, 1995.-208 с.
8. Лотош В.Е. Экология природопользования. Екатеринбург: Издательство Уральского государственного университета, 2000.-540 с.
9. Государственный доклад  о состоянии окружающей природной среды Республики Коми в 1996 году /Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Коми, Департамент по охране окружающей среды Республике Коми, Институт биологии Коми НЦ УрО РАН. – Сыктывкар, 1997. с.148, илл.27, табл 32.
10. Государственный доклад  о состоянии окружающей природной среды Республики Коми в 1998 году /Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Коми, Департамент по охране окружающей среды Республике Коми, Институт биологии Коми НЦ УрО РАН. – Сыктывкар, 1999. с.183, илл.31, табл 22.