Понятие и структура загрязнений

Предупреждая о возможных  последствиях расширяющегося вторжения  человека в природу, еще полвека  назад академик В. И. Вернадский писал: “Человек становится геологической  силой, способной изменить лик Земли”. Это предупреждение пророчески оправдалось. Последствия антропогенной (производимой человеком) деятельности проявляются  в истощении природных ресурсов, загрязнении биосферы отходами производства, разрушении природных экосистем, изменении  структуры поверхности Земли, изменении  климата. Антропогенные воздействия  приводят к нарушению практически  всех природных биогеохимических циклов.

В результате сжигания различного топлива в атмосферу ежегодно выбрасывается около 20 млрд тонн углекислого газа и поглощается соответствующее количество кислорода. Природный запас СО2 в атмосфере составляет величину порядка 50 000 млрд тонн. Эта величина колеблется и зависит, в частности, от вулканической активности. Однако антропогенные выбросы углекислого газа превышают естественные и составляют в настоящее время большую долю его общего количества. Увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере, сопровождающееся ростом количества аэрозоля (мелких частиц пыли, сажи, взвесей растворов некоторых химических соединений), может привести к заметным изменениям климата и соответственно к нарушению складывавшихся в течение миллионов лет равновесных связей в биосфере.

Итогом нарушения прозрачности атмосферы, а следовательно, и теплового баланса может явиться возникновение “ парников ого эффекта”, то есть увеличения средней температуры атмосферы на несколько градусов. Это способно вызвать таяние ледников полярных областей, повышение уровня Мирового океана, изменение его солености, температуры, глобальные нарушения климата, затопление прибрежных низменностей и многие другие неблагоприятные последствия.

Выброс в атмосферу  промышленных газов, включающих такие  соединения, как окись углерода СО (угарный газ), окислы азота, серы, аммиака и других загрязнителей, приводит к угнетению жизнедеятельности растений и животных, нарушениям обменных процессов, к отравлению и гибели живых организмов.

Загрязнение природной среды. Появление в природной среде  новых компонентов, вызванное деятельностью  человека или какими-либо грандиозными природными явлениями (например, вулканической  деятельностью), характеризуют термином загрязненность. В общем виде загрязненность - это наличие в окружающей среде  вредных веществ, нарушающих функционирование экологических систем или их отдельных  элементов и снижающих качество среды с точки зрения проживания человека или ведения им хозяйственной  деятельности. Этим термином характеризуются  все тела, вещества, явления, процессы, которые в данном месте, но не в  то время и не в том количестве, какое естественно для природы, появляются в окружающей среде и  могут выводить ее системы из состояния равновесия.

Экологическое действие загрязняющих агентов может проявляться по-разному; оно может затрагивать либо отдельные  организмы (проявляться на организменном  уровне, либо популяции, биоценозы, экосистемы и даже биосферу в целом.

На организменном уровне может происходить нарушение  отдельных физиологические функций организмов, изменение их поведения, снижение темпов роста и развития, снижение устойчивости к воздействиям иных неблагоприятных факторов внешней среды.

На уровне популяций загрязнение  может вызывать изменение их численности  и биомассы, рождаемости, смертности, изменения структуры, годовых циклов миграций и ряда других функциональных свойств.

На биоценотическом уровне загрязнение сказывается на структуре  и функциях сообществ. Одни и те же загрязняющие вещества по-разному влияют на разные компоненты сообществ. Соответственно меняются количественные соотношения  в биоценозе, вплоть до полного исчезновения одних форм и появления других. Изменяется пространственная структура  сообществ, цепи разложения (детритные) начинают преобладать над пастбищными, отмирание - над продукцией. В конечном счете происходит деградация экосистем, ухудшение их как элементов среды человека, снижение положительной роли в формировании биосферы, обесценение в хозяйственном отношении.

Загрязняющие вещества, возникшие  в результате хозяйственной деятельности человека, и их влияние на среду  очень разнообразны. К ним относятся: соединения углерода, серы, азота, тяжелые  металлы, различные органические вещества, искусственно созданные материалы, радиоактивные элементы и многое другое.

Так, по оценкам экспертов, в океан ежегодно попадает около 10 млн тонн нефти. Нефть на воде образует тонкую пленку, препятствующую газообмену между водой и воздухом. Оседая на дно, нефть попадает в донные отложения, где нарушает естественные процессы жизнедеятельности донных животных и микроорганизмов. Кроме нефти, значительно возрос выброс в океан бытовых и промышленных сточных вод, содержащих, в частности, такие опасные загрязнители, как свинец, ртуть, мышьяк, обладающие сильным токсическим действием. Фоновые концентрации таких веществ во многих местах уже превышены в десятки раз.

Каждый загрязнитель оказывает  определенное отрицательное воздействие  на природу, поэтому их поступление  в окружающую среду должно строго контролироваться. Законодательство устанавливает для каждого загрязняющего вещества предельно допустимый сброс (ПДС) и предельно допустимую концентрацию (ПДК) его в природной среде.

 

Предельно допустимый сброс (ПДС) - это масса загрязняющего  вещества, выбрасываемого отдельными источниками за единицу времени, превышение которой приводит к неблагоприятным  последствиям в окружающей среде  или опасно для здоровья человека. Предельно допустимая концентрация (ПДК) понимается как количество вредного вещества в окружающей среде, которое  не оказывает отрицательного воздействия  на здоровье человека или его потомство  при постоянном или временном  контакте с ним. В настоящее время  при определении ПДК учитывается  не только степень влияния загрязнителей  на здоровье человека, но и воздействие  их на животных, растения, грибы, микроорганизмы, а также на природное сообщество в целом.

Специальные службы мониторинга (наблюдения) окружающей среды осуществляют контроль за соблюдением установленных нормативов ПДС и ПДК вредных веществ. Такие службы созданы во всех районах страны. Особенно важна их роль в крупных городах, вблизи химических производств, атомных электростанций и других промышленных объектов. Службы мониторинга имеют право применять предусмотренные законом меры, вплоть до приостановки производства и любых работ, если нарушаются нормы охраны окружающей среды.

Кроме загрязнения среды, антропогенное воздействие выражается в истощении природных ресурсов биосферы. Огромные масштабы использования  природных ресурсов привели к  значительному изменению ландшафтов в некоторых регионах (например, в угольных бассейнах). Если на заре цивилизации человек использовал  для своих нужд всего около 20 химических элементов, в начале XX втекало 60, то сейчас более 100 - почти всю таблицу Менделеева. Ежегодно добывается (извлекается из геосферы) около 100 млрд т руды, топлива, минеральных удобрений.

Быстрый рост потребностей в топливе, металлах, минеральном  сырье и их добыче привели к  истощению этих ресурсов. Так, по оценкам  специалистов, при сохранении современных  темпов добычи и потребления разведанные запасы нефти будут исчерпаны уже через 30 лет, газа - через 50 лет, угля - через 200. Аналогичная ситуация сложилась не только с энергетическими ресурсами, но и с металлами (истощение запасов алюминия ожидается через 5О0-6ОО лет, железа - 250 лет, цинка - 25 лет, свинца - 20 лет) и минеральными ресурсами, как, например, асбест, слюда, графит, сера.

 

Вот далеко не полная картина  экологической ситуации на нашей  планете в настоящее время. Даже отдельные успехи природоохранной  деятельности не могут заметным образом  изменить общий ход процесса пагубного  влияния цивилизации на состояние  биосферы.

 

4. Региональные аспекты загрязнения.

 

Выход из экологических кризисов на основе альтернативных вариантов  структурной перестройки экономики  имеет свои особенности. Можно выделить, по крайней мере, три такие особенности: возможное региональное несовпадение территорий проведения альтернативных мероприятий и территорий экологического кризиса; отраслевое или продуктовое  несовпадение результатов альтернативных мероприятий; комплексный характер инвестиционной политики при преодолении экологических кризисов.

Достаточно наглядно эти  особенности можно проиллюстрировать  на примере Аральского кризиса. В  качестве примера возьмём развитие промышленности химических волокон. Во – первых, решение существенной части Аральской проблемы может быть осуществлено за тысячи км от Средней Азии. Строительство предприятий химических волокон, например, на Дальнем Востоке или в Сибири, где высока водообеспеченность, позволит заменить хлопковое волокно и сберечь до двух десятков кубометров воды уже в Аральском регионе. Это достаточно принципиальный момент, так как сейчас практически все предлагаемые мероприятия замыкаются на Среднюю Азию и Казахстан (включая переброску воды из других мест, но в этот же регион). Альтернативные варианты могут осуществляться без какой – либо пространственной связи с зоной экологического кризиса.

Во – вторых, возможно отраслевое (продуктовое) несовпадение результатов альтернативных мероприятий  и отраслей (продуктов), где проявляется  эффект от их проведения. В данном случае развитие химической промышленности (химический комплекс) даёт возможность получить огромный эколого – экономический  эффект за счёт экономии ресурсов в  сельском хозяйстве (агропромышленный комплекс). А химическое волокно, как  промышленный продукт, позволяет заменить хлопок – сельскохозяйственный продукт.

В – третьих, структурная  перестройка в целях спасения Арала может затрагивать экономику  не только Аральского региона, но и  других государств СНГ. А это требует  принципиально иной инвестиционной политики, комплексного подхода к  разработке программы спасения Арала  с учётом развития государств Средней Азии, Казахстана, России и весьма вероятно других территорий СНГ или стран. В этих условиях представляются малоэффективными попытки создания программ по выходу из экологических кризисов для отдельных территорий, распыление финансовых и материальных ресурсов. Преодоление экологического кризиса требует усилий многих государств и согласованной эколого – экономической программы по структурной перестройке экономик этих государств, ориентированную на экологическую стабилизацию и устойчивое развитие.

 

Пути решения региональных экологических проблем:

 

Каждая из обсуждающихся региональных проблем имеет свои варианты частичного или более полного решения. Существует некий набор общих подходов к решению проблем окружающей среды.

 Меры улучшения качества  окружающей среды:

1. Технологические:

 ♦ разработка новых технологий;

 ♦ очистные сооружения;

 ♦ замена топлива;

 ♦ электрификация производства, быта, транспорта.

2. Архитектурно – Планировочные  мероприятия:

 ♦ зонирование территории населённого пункта;

 ♦ озеленение населенных мест;

 ♦ организация санитарно – защитных зон.

3. Экономические.

 

4.Правовые:

 ♦ создание законодательных актов по поддержанию  качества окружающей среды.

5. Инженерно – организационные:

 ♦ уменьшение стоянок автомобилей у светофоров ;

 ♦ снижение интенсивности движения транспорта на  перегруженных автомагистралях.

Кроме этого, за последнее  столетие человечество разработало  ряд оригинальных способов борьбы с  экологическими проблемами. К числу  таких способов можно отнести  возникновение и деятельность разного  рода «зелёных» движений и организаций. Кроме «Green Peace», отличающегося размахом своей деятельности, существуют аналогичные организации непосредственно проводящие природоохранные акции. Также есть другой тип экологических организаций: структуры, которые стимулируют и спонсируют природоохранную деятельность (Фонд дикой природы).

Кроме разного рода объединений  в сфере решения экологических  проблем, существует целый ряд государственных  или общественных природоохранных инициатив: природоохранное законодательство в России и других странах мира, различные международные соглашения или система «Красных книг». В числе важнейших путей решения экологических проблем большинство исследователей также выделяют внедрение экологически чистых, мало- и безотходных технологий, строительство очистных сооружений, рациональное размещение производства и использование природных ресурсов. 

 

5. Экологический мониторинг.

 

Экологический мониторинг —  это система наблюдений, оценки и  прогноза, позволяющая выявить изменение  состояния окружающей среды под  влиянием антропогенной деятельности.

Термин «мониторинг» образован  от латинского слова «монитор» —  наблюдающий, предостерегающий (так  называли впередсмотрящего матроса  на парусном судне). Идея глобального  мониторинга окружающей человека природной среды и сам термин «мониторинг» появились в 1971 г. в связи с подготовкой к проведению Стокгольмской конференции ООН по окружающей среде (1972). Первые предложения по разработке такой системы были выдвинуты Научным комитетом по проблемам окружающей среды (СКОПЕ).

Профессор Р. Мэнн в 1973 г. в постановочном аспекте изложил концепцию мониторинга, которая была обсуждена на первом Межправительственном совещании по мониторингу (Найроби, февраль 1979 г.). Мониторингом Р. Мэнн предложил называть систему повторных наблюдений одного или более элементов окружающей природной среды в пространстве и во времени с определенными целями в соответствии с заранее подготовленной программой.

В 90-х гг. XX в. в Российской Федерации мониторинг природной  среды и источников антропогенных  воздействий осуществляется службами Госкомгидромета, Санэпиднадзора, Министерства охраны окружающей среды, Минсельхозпрода и других ведомств.

Цель экологического мониторинга  — информационное обеспечение управления природоохранной деятельностью  и экологической безопасностью.

В состав мониторинга входят:

 

— наблюдение за изменением качества окружающей среды, факторами, воздействующими на окружающую среду;

 

— оценка фактического состояния  природной среды;

 

— прогноз изменения качества среды.

 

Наблюдения осуществляются по физическим, химическим и биологическим  показателям. Перспективны интегрированные  показатели состояния окружающей среды.

В систему экологических  наблюдений входит определение показателей  опасного загрязнения среды техногенного происхождения, например, соединений тяжелых  металлов, газовых загрязнителей  и т. д.