Воздействие химического загрязнения на окружающую среду.

Содержание:
- ОТ АВТОРА
- ЛЕКЦИЯ: Классификация загрязнителей - Виды химических загрязнителей - Тяжелые металлы - Пестициды -Нефть и нефтепродукты - Влияние газопылевых выбросов на растительность - Воздействие химических загрязнителей на человека
- ГЛОССАРИЙ
- ССЫЛКИ
- НОВОСТИ

ОТ АВТОРА

Дорогие подписчики! Сегодня спецвыпуск рассылки вновь посвящен загрязнению окружающей среды. В нем подробно рассмотрены некоторые (наиболее актуальные) виды химического загрязнения.

Ваши предложения и замечания я с нетерпением жду по адресу: eco@green.urc.ac.ru.

Если вам понравился выпуск рассылки - перешлите его своим друзьям и предложите им подписаться.

Количество наших друзей растет. Читайте сегодня в "ССЫЛКАХ" о сайте, разместившем уроки нашей рассылки и массу другой, полезной и уникальной информации.

С уважением,
ведущий рассылки "Азы экологии"
Эдуард Мейлах

ТЕОРИЯ

Классификация загрязнений

Для начала определимся, что же считать загрязнением окружающей среды.

Загрязнение –привнесение в среду или возникновение в ней новых, не характерных для среды химических, физических, биологических или информационных агентов; или повышение концентрации этих агентов сверх среднего наблюдавшегося количества или уровня.

Иными словами, загрязнение в общем виде – все то, что не в том месте, не в то время и не в том количестве, которые характерны (естественны) для природы и отличаются от обычно наблюдаемых норм. Загрязнение выводит системы природы из равновесия.

Все виды загрязнителей можно разделить по их природе на:

Физические

Химические

Биологические

Информационные.

Кроме того, существуют классификации загрязнителей по их происхождению (сельскохозяйственные, промышленные, бытовые), по степени их опасности (классы опасности) и ряд других. Подробная классификация загрязнителей атмосферы была дана в одном из спецвыпусков рассылки. В этой лекции нам будет удобно пользоваться приведенной выше классификацией, так какосновное внимание мы уделим химическим загрязнителям.

Рассмотрим подробнее, какие загрязнения можно отнести к физическим, химическим, биологическим и информационным.

Физическое загрязнение включает в себя

тепловое загрязнение (один из основных источников – теплоэлектростанции, особенно в случае наших отапливающих “улицу” теплосетей),
световое загрязнение (фактор беспокойства для многих биологических видов)
электромагнитные поля (возникают вокруг высоковольтных линий электропередач, а также создаются многочисленными бытовыми приборами, мобильными телефонами и т.д.)
радиационное загрязнение – связано с дополнительным (к естетсвенному фону) облучением из-за попадания в среду радионуклидов (в том числе, отсутствовавших в биосфере ранее – например, плутоний) вследствие плановых и аварийных выбросов. Причиной дополнительного облучения могут быть также медицинские операции (например, рентгеновское обследование).

Химическое загрязнение. Один из старейших видов загрязнения окружающей среды, с которым сталкивался человек. Включает минеральные и органические вещества. Различают разрушаемые и стойкие химические загрязнители. Последние особо опасны, так как могут накапливаться в биосфере. Наличие стойких загрязнителей объясняется тем, что человек синтезировал новые вещества и даже классы веществ, которые ранее отсутствовали в биосфере, а следовательно, в природе отсутствуют естественные пути утилизации этих веществ. Примером чрезвычайно стойкого загрязнителя является инсектицид ДДТ: не смотря на то, что его не применяют уже несколько десятков лет, ДДТ обнаруживает в крови животных, обитающих в самых удаленных уголках земного шара, где этот ядохимикат никогда не применялся.

Биологическое загрязнение –это привнесение в среду и размножение в ней нежелательных для человека организмов; привнесение патогенных микроорганизмов. В качестве биологического загрязнения может выступать и интродукция безобидных, на первый взгляд, видов (пример: усиленное размножение завезенных в Австралию кроликов, где у них не оказалось естественных врагов).

Информационное загрязнение – поток негативной информации, поступающей человеку по различным информационным каналам. Особенно актуальным информационное загрязнение стало в последнее время: члены современного информационного общества постоянно подвергаются воздействию лавины негативной информации. Все беды и катастрофы мира мгновенно становятся общеизвестны и обрушиваются на индивидуума. Информационное загрязнение ощущают и другие биологические виды – разнообразные факторы беспокойства, которые несут информационную (сигнальную) нагрузку: шум, свет. К информационному загрязнению относятся и визуальное загрязнение, вызванное однообразной архитектурой.

Виды химических загрязнителей.

Среди химических загрязнителей выделяют:

Ксенобиотики - вещества, чужеродные по отношению к живым организмам и не входящие в естественные биогеохимические циклы.

Экотоксиканты - ядовитые вещества антропогенного происхождения, вызывающие серьезные нарушения в структурах экосистем.

Суперэкотоксиканты (СЭТ)- вещества, обладающие в чрезвычайно малых дозах мощным токсическим действием. Для СЭТ фактические теряет смысл введение ПДК. К тому же, они сильно повышают чувствительность живых организмов к другим, менее сильным загрязнителям.

Загрязняющие вещества, подвергаясь комплексному воздействию различных факторов среды, трансформируются, в результате чего их токсичность может изменяться.

Примеры трансформации загрязнителей:

Гербицид симазин окисляется в канцерогенное для млекопитающих вещество

Восстановление тетрахлорметана в печени млекопитающих с образованием свободных радикалов, которые повреждают печень

Образование намного более токсичной диметилртути (по сравнению с металлической ртутью) после прохождения по цепям питания.

По силе и характеру воздействия на окружающую среду загрязнения бывают:

Импактные (разовые, залповые)
Постоянные (хронические, перманентные)
Постепенно нарастающие и катастрофические

Тяжелые металлы.

Тяжелый металл (т.м.) –
металл с плотностью 8 тыс. кг/м3 и более (кроме благородных и редких).

К т.м. относятся: свинец, медь, цинк, никель, кадмий, кобальт, сурьма, олово, висмут, ртуть.

Часть техногенных выбросов т.м., поступающих в атмосферу в виде тонких аэрозолей, переносится на значительные расстояния и приводит к глобальному загрязнению. Основной поставщик – предприятия цветной металлургии. Для таких предприятий характерно наличие 5 км- зоны максимальных концентраций т.м. и 20-50 км- зоны повышенных концентраций. Сильное загрязнение свинцом и другими тяжелыми металлами наблюдается вокруг автострад.

Растения могут накапливать тяжелые металлы, являясь промежуточным звеном в цепи почва –> растение –> животное –> человек (или минуя животных). Однако растения не повторяют химических состав почвы, так как способны к избирательному поглощению. Главным показателем здесь является коэффициент биологического поглощения – отношение содержания элемента в золе растения к концентрации в почве. Медь накапливают растения семейства гвоздичные, кобальт – перцы, цинк поглощают карликовые березы и лишайники и т.д.

Тяжелые металлы являются ядами. Механизмы их токсического действия различны. Многие металлы при определенных концентрациях ингибируют действие ферментов (медь, ртуть). Некоторые металлы образуют хелатоподобные комплексы с обычными метаболитами, нарушая обмен веществ (железо). Другие металлы повреждают клеточные мембраны, изменяя их проницаемость и другие свойства. Некоторые металлы конкурируют с необходимыми организму элементами (Sr-90 может замещать в организме Ca, Cs-137 – калий, кадмий может замещать цигк ).

Пестициды

Пестициды поступают в биосферу путем непосредственного внесения, с протравленными семенами, отмирающими частями растений, трупами насекомых, мигрируют в почве и водах. Особую опасность представляют стойкие и кумулятивные (т.е. накапливающиеся в экосистемах) пестициды, которые обнаруживаются спустя десятки лет после применения.

Даже при низких концентрациях в воде пестициды опасны из-за способности некоторых организмов накапливать эти вещества в своих тканях. Так, если процесс концентрирования (биологического усиления) хлорпроизводных углеводородов повторяется на нескольких трофических уровнях (планктон – мальки – моллюски – более крупные организмы), то в конце их концентрация может оказаться очень высокой.

В результате накопления пестицидов уменьшается численность популяций некоторых видов рыб. Отмечены многочисленные случаи массовой гибели птиц и насекомых в местах интенсивного использования пестицидов. Выявлены такие негативные аспекты воздействия пестицидов на биологические объекты как мутагенный, канцерогенный, аллергенный.

Нефть и нефтепродукты.

Нефтепродукты – один из наиболее характерных загрязнителей океана. В Мировой океан и поверхностные воды ежегодно вносится 15-17 миллионов тонн нефти и нефтепродуктов. Влияние нефтяного загрязнения на состояние гидробионтов описывается следующими фактами:

Непосредственноеотравление организмов с летальным исходом
Серьезные нарушения физиологической активности гидробионтов
Прямое обволакивание птиц и других организмов нефтепродуктами. Нефтепродукты нарушают изолирующие функции оперения, а при попытке очистить перья птицы заглатывают нефтепродукты и погибают.
Изменения в организмах, вызванные проникновением нефтепродуктов
Изменение химических, физических и биологических свойств среды обитания.

Наибольшую опасность представляют ароматические углеводороды, растворимые в воде. Смертельные концентрации ароматических углеводородов для мальков и икры очень низки (10^-4%). Накопление ПАУ не только ухудшает вкус съедобных организмов (например, моллюсков, рыб), но и является опасным, так как эти вещества канцерогенны. Так, концентрация канцерогенных углеводородов в ткани мидий, выловленных в районе порта Тулон (Франция), достигала 3,5 мг на кг сухого веса.

Влияние газопылевых выбросов на растительность

Под влиянием газопылевых выбросов наблюдается нарушение и даже полное уничтожение естественных фитоценозов. Воздействие высоких концентраций газопылевых выбросов в конечном счете приводит к гибели растительности и эрозии почвы. Формируются геохимические аномалии антропогенного происхождения. В значительной мере изменяется флористический состав, возникают специфические болезни хвойных (например, дехромация, суховершинность).

Зона максимального загрязнения почвенного покрова, угнетения и гибели растительности под влиянием газопылевых выбросов наблюдается в радиусе 5-10 км от источника выбросов. Вокруг медеплавильных предприятий четко выделяется четыре зоны:

С отсутствием или сильным угнетением растительности (техногенная пустыня)
Средне угнетенная, с наличием травянистого покрова
Слабо угнетенная, характеризуется суховершинностью хвойных деревьев
Неповрежденная (фоновая).

Поступление тяжелых металлов в растения может происходить двояко: воздушным путем с пылью, оседающей на листья и стебли, и через почву – при поглощении почвенного раствора, содержащего высокие концентрации тяжелых металлов. Устойчивость различных растений к загрязнению тяжелыми металлами различна. Наиболее устойчивы к загрязнению травянистые рудеральные (т.е. растущие на мусорных местах) растения, образованные сорными видами разнотравья и злаков (мать-и-мачеха, бодяк, пырей). Из древесных пород к газопылевому загрязнению наиболее устойчивы береза и ива. Полностью выпадают в загрязненных зонах лесные разнотравные и папоротниковые ассоциации.

Воздействие химических загрязнителей на человека

Различают два вида воздействия химических загрязнителей на человека:

Специфическое - приводит к возникновению определенных заболеваний в результате избирательного воздействия на органы и ткани организма - при высоких дозах
Неспецифическое - способствует росту заболеваний, этиологически связанных с другими факторами; возимкает при хроническом воздействии небольших доз.

Специфическое действие. Отравление кадмием вызывает болезнь итай-итай. Употребеление в пищу рыбы, отравленнной ртутью, приводит к болезни минамата. Специфическая болезнь возникают при отравлении хлебом из пшеницы, протравленной фунгицидом. Поражения слуха наблюдается при выбросах мышьяка. Кожные заболевания – вблизи алюминиевых заводов. И так далее - список можно продолжать: сколько есть специфических ядов, столько и специфических болезней.

Общетоксическое действие высоких доз тяжелых металлов на человека приводит к поражению или изменению деятельности нервной системы, органов кроветворения, эндокринной системы. Некоторые загрязняющие вещества, помимо общетоксического действия, обладают канцерогенным эффектом. Специфическое канцерогенное действие выявлено у следующих веществ: мышьяка, кобальта, кадмия, хрома (VI), некоторых полициклических ароматических углеводородов (например, бенз(а)пирен), у некоторых пестицидов.

В результате загрязнения атмосферы в индустриальных районах проявляются неспецифические реакции - увеличение заболеваемости и смертности, снижение средней продолжительности жизни, нарушения иммунной системы, замедление физического развития детей, аллергические реакции, синдром хронической усталости и т.д. Можно обратиться к официальной медицинской статистике (взять комплексный доклад о санитарно-эпидемиологической обстановке в вашем регионе, который готовят органы государственного санэпиднадзора), и вы увидете в промышленных районах рост заболеваемости, особенно эндокринных, психических и онкологических заболеваний. Например, в Челябинской области рост онкологических заболеваний за последние 7 лет составил более 13%.

ГЛОССАРИЙ

ИНТРОДУКЦИЯ: преднамеренный или случайный перенос какого-либо вида за пределы его ареала (естественного распространения)
ИНСЕКТИЦИД: вещество, используемое для уничтожения нежелательных (в хозяйстве) насекомых
ГЕРБИЦИД: вещество, используемое для уничтожения нежелательных растений.
ФУНГИЦИД: вещество, используемое для уничтожения грибков (возбудителей грибковых заболеваний).
ФЕРМЕНТ: биологический катализатор, по химической природе - белок (простой или сложный); ферменты обязательно присутствуют в любом живом организме. Ускоряя превращения веществ (биохимические реакции), ферменты направляют и регулируют обмен веществ в организме.
МЕТАБОЛИТ: любое вещество, возникающее в результате обмена веществ (метаболизма) в организме.
МЕМБРАНА (биологическая): белково-липидная структура молекулярных размеров (около 10 нанометров толщиной), расположенная на поверхности клеток (клеточная мембрана) и отдельных субклеточных стуктур - ядер, митохондрий и т.п. Обладает избирательной проницаемостью и тем самым регулирует в клетках и их частях концентрацию различных веществ.
МУТАГЕНЕЗ: появление мутаций (то есть изменений в генотипе организма)
КАНЦЕРОГЕНЕЗ: появление опухолей, онкологических заболеваний
ДЕХРОМАЦИЯ ХВОИ: пожелтение хвои (нарушение пигментов)

ССЫЛКИ

Сегодня я хочу вас познакомить с замечательным сайтом, который не может оставить равнодушным любого человека, интересующегося биологией, экологией и географией. На сайте собрано не мало полезного материала: статьи, справочный материал, юмор и даже... И даже уроки, вышедшие в нашей рассылке "Азы экологии".

Будет время - обязательно загляните туда:
http://www.geo.webservis.ru/lecture/az_eco/index.shtml
http://www.geo.webservis.ru

НОВОСТИ

Эта новая рубрика будет теперь постоянной: я буду рассказывать о наиболее интересных экологических новостях, найденных на новостных лентах, и в случае необходимости - давать к ним краткие комментарии.

АВТОТРАНСПОРТ И ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА

Вред, который приносит автомобильный транспорт окружающей среде, общеизвестен. Именно поэтому во всем мире проводятся дни “Без автомобиля”, во время которых прекращается движение автотранспорта, а активисты – экологи призывают пересаживаться на велосипеды или, на худой конец, общественный транспорт (так как он перевозит большое числое людей и уменьшает нагрузку на среду). День без автомобиля прошел и в Белоруссии.
В центральном парке Минска более ста владельцев двухколесных безмоторных средств передвижения провели велошоу, а затем проследовали по главным улицам белорусской столицы. В своем заявлении для прессы организаторы акции сообщают, что Объединение всех прогрессивных велосипедистов Белоруссии призвано повлиять на катастрофическую транспортную ситуацию в республике. "Все эти бензиново-дизельные монстры жрут кислород, портят воздух, слишком сильно шумят", - заявляют "байкеры". “Хватит! Садимся на велосипеды, становимся на ролики, защищаем наше право на свободное движение!” - вот главный слоган акции.

Наибольший вред приносит автотранспорт, работающий на этилированном бензине. Такой бензин содержит примеси свинца в качестве антидетонатора и становится причиной загрязнения городской среды свинцом. В мире и в некоторых регионах России (например, Нижнем Новгороде) продолжается кампания по запрещению бензина, содержащего примесь вредного для здоровья свинца. Список пополнился Италией: в этой стране прекращено производство бензина с содержанием свинца. С 1 января 2002 года Италия переходит на "зеленый" бензин. Решение правительства Италии было продиктовано необходимостью снизить токсичность автомобильных выхлопов. Теперь 3,5 миллиона итальянцев, у которых автомобили были произведены более 10 лет назад, будут вынуждены сменить двигатель или купить новый автомобиль. Правда, правительство предлагает им денежную компенсацию в случае сдачи старой машины на металлолом и приобретения новой, экологичной машины. Размер компенсации - от 1,5 тыс. долларов США и выше, в зависимости от класса приобретаемого автомобиля.
Уважаемые подписчики, если у вас есть какая-то информация о том, как обстоят дела с этилированным бензином в вашем регионе (или стране - у нас есть подписчики и за пределами России) - пожалуйста, не сочтите за труд сообщить мне: eco@green.urc.ac.ru.

ЯДЕРНАЯ И РАДИАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

В США проводится широкомасштабная кампания, направленная на обеспечение безопасности жизненно важных объектов, в том числе АЭС. Две группы экспертов пришли к выводу, что станции недостаточно защищены от возможных атак террористов, сообщает Reuters (Рейтер). Защита 103-х атомных электростанций, расположенных на территории США неудовлетворительна: любой из этих объектов может быть атакован террористами, продемонстрировавшими во время терактов 11 сентября высокий уровень организации и технической подготовки. Эксперты рекомендовали правительству США немедленно предпринять меры по усилению охраны станций. Они считают необходимым разместить вокруг каждой станции ракетные комплексы и увеличить число солдат, охраняющих эти объекты.
Интересно, проводятся ли такие исследования безопасности в России, и если да, то почему о них ничего не слышно?

Очередное судебное заседание по делу Ростовской АЭС состоится 1 ноября. Судебный процесс начался еще в сентябре: гражданина С.Аведикова предъявил иск к Министерству по атомной энергии РФ и концерну "Росэнергоатом". Истец требует прекратить эксплуатацию 1-го энергоблока Ростовской АЭС и строительство 2-го энергоблока, так как это "нарушает его право на благоприятную окружающую среду".По мнению ростовчанина, Ростовская АЭС нарушает Водный Кодекс РФ, предписывающий АЭС иметь замкнутые системы водоснабжения(что в проекте не соблюдено). Не соблюдены и правила по эксплуатации атомных энергетических установок, запрещающие размещать их ближе 25 км от городов с населением более 100 тысяч человек. Ростовская АЭС расположена в 13,5 км от стотысячного Волгодонска.

Российский сайт ядерного нераспространения сообщил о том, что проблемой переработки и утилизации корейских отходов ядерного топлива может заняться Россия. По мнению экспертов этого информационного ресурса, если в вопросах использования атомной энергии в мирных целях Южная Корея традиционно ориентировалась на Запад и США, то проблемой переработки и утилизации корейских отходов ядерного топлива, возможно, займется Россия. Сейчас специалисты ОАО "Техснабэкспорт" (головного внешнеторгового предприятия Минатома России) изучают возможности сотрудничества с южнокорейскими энергетиками. Недавние изменения в российском законодательстве позволяют нам брать на хранение и переработку облученное ядерное топливо с иностранных атомных станций. Не исключено, что именно Южная Корея может стать одним из первых и основных партнеров российских атомщиков.
Мой комментарий: такое соглашение между Россией и Южной Кореей может столкнуться с сильным противодействием США, которым принадлежит значительная часть корейского ядерного топлива. А США, как известно, возражают против переработки топлива и могут воспрепятствовать тому, чтобы их топливо после корейских АЭС шло на переработку в Россию. Думаю, нашими основными партнерами долгое время останутся страны, где стоят наши реакторы: Венгрия, Болгария.

ИННОВАЦИИ РЕГИОНОВ

В Москве проводится эксперименте по воссозданию экологической милиции.Завершается формирование специальной экологической карты столицы России. На ней будут расположены все значимые для экологической милиции городские объекты, начиная от особо охраняемых зон и заканчивая всеми АЗС. За каждым объектом будет закреплен зональный инспектор, который будет нести персональную ответственность за свой объект. Сотрудники экологической милиции будут круглосуточно вести наблюдение за всеми небезопасными предприятиями, многие из которых производят ночные выбросы в атмосферу.
Интересно, почему потребность в экологической милиции возникла только в Москве?

ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

В Челябинске завершился экологический марафон – традиционный конкурс, проводимый среди школ города. Организаторами конкурса выступили городские управления образования и экологии, Городской экологический центр, городская станция юннатов. В течение года участники марафона состязались в создании лучшего проекта озеленения пришкольного участка, сборе бытовых отходов и очистке города, участвовали в конкурсах на лучший экологический плакат, лучшую исследовательскую работу в области экологии и так далее. В этом году был и конкурс для учителей – на лучшую программу экологического образования. Школы, наиболее активно участвовавшие в марафоне, получили зеленые гранты администрации города..