Исследование уровня загрязнения атмосферного воздуха в Костанайской области

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Актуальность дипломной работы. Какое влияние оказывает человеческая деятельность на окружающую природу, нужно знать и чувствовать на себе ответственность за те или иные действия. Человеческая деятельность, является весьма агрессивной, активно разрушающей силой на нашей Земле. Человек с самого начала своего развития чувствовал себя хозяином всей природы.

Природный баланс достаточно хрупок. Необходимо серьезно задуматься о своей деятельности, так как, эта самая деятельность непременно начнет душить само человечество.

Наступает эпоха экологического кризиса. Длительное нарушение равновесия в природе, заставило человека, наконец-то осознать, что долго ускользало от его внимания - все живые организмы населяющие нашу Землю существуют не сами, по себе, так как они зависят от окружающей среды и испытывают ее негативное воздействие. Живые или неживые силы природы, действующие вокруг них -- не просто декорации, на фоне которых развертывается сам жизненный процесс разрушения.

Объект исследования. В настоящее время, есть большие проблемы по развитию экологического сознания, у молодого поколения. Далеко не у каждого гражданина есть чувство любви, сопереживания к природе, и так же по отношению к другому человеку, который также является частью природы. Это чувство может быть сформировано в том случае, если оно, будет формироваться с раннего детства и будет формироваться как чувство, или эмоция, а не только знание.

Предмет исследования. Экологическая культура, предполагает такой способ жизнеобеспечения, при котором общество с помощью системы духовных ценностей, этических принципов, экономических механизмов, правовых норм и социальных институтов формирует потребности и способы их реализации. В результате которых нет угрозы жизни на Земле. Значение слова «культура» первоначально означало «возделывание, ведение хозяйства». Наиболее распространенное сейчас значение этого слова, связано с обозначением сферы духовной жизни и сознанием людей. Экологическая культура - это индивидуальная способность людей пользоваться своими экологическими знаниями и умениями, в практической хоздеятельности. Без соответствующего уровня культуры, люди могут, обладать необходимыми знаниями, но не могут владеть ими. Экологическая культура человека заключает его экологическое сознание и экологическое поведение в окружающей среде.

Методология. Под экологическим сознанием понимается совокупность экологических и природоохранных представлений, а также мировоззренческих позиций и отношения к природе: стратегия практической деятельности, которая направлена на природные объекты. Экологическое поведение - это совокупность конкретных действий и поступков людей непосредственно или опосредованно связанных с воздействием на природное окружение, использованием природных ресурсов.

Гипотеза. Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов -- это одна из важных проблем, стоящих перед человечеством, она теснейшим образом связана со всей хозяйственной деятельностью человека и оказывающей глубокое, порой губительное воздействие на биосферу. Ее геохимические, экологические и другие функции поступательного развития, сохранение равновесного природного состояния.

Понятие природы в широком смысле, природа -- это весь материально-энергетический и информационный мир Вселенной. Природа -- совокупность естественных условий существования человеческого общества. На неё прямо или косвенно воздействует человечество, с которым она связана в хозяйственной деятельности.

Выбор темы исследования обусловлен поиском решения задач в сложившейся катастрофической ситуации в области загрязнения атмосферы в Костанайской области.

Целью дипломной работы является исследование уровня загрязнения атмосферного воздуха в Костанайской области.

В задачи исследований входило:

1. Определить состояние атмосферного воздуха в Костанайской области:

- по видам загрязняющих веществ;

- по объемам выбросов в результате сжигания веществ;

- по объемам промышленных выбросов;

- по объемам выбросов автомобильного транспорта.

2. Установить индекс загрязнения атмосферы ИЗА;

3. Провести сравнительный анализ состояния атмосферного воздуха в Костанайской области и городах Республики Казахстан;

4. Изучить эффективность работы службы наблюдения и контроля за состоянием атмосферного воздуха в Костанайской области.

Новизна исследований: на основании собственных экспериментальных исследований изучена процедура мониторинга и контроля за состоянием атмосферного воздуха в Костанайской области в ГУ «Управление природных ресурсов и регулирования природопользования акимата Костанайской области».

Теоретическое и практическое значение данной работы состоит в обосновании влияния высокотехнологических и организационных операций на улучшение состояния атмосферного воздуха в Костанайской области.

1. Виды и типы загрязнения окружающей среды

1.1 Особенности загрязнения окружающей среды

Воздействие человека на окружающую среду находится в центре внимания специалистов и экологов всех стран мира. Особенно большое внимание экологии уделяется учеными Казахстана, так как региональные экологические проблемы современности связаны именно с государствами с развитой экономикой и природопользованием. В связи с важностью этих проблем в 2012 году внесены изменения в Экологический Кодекс и Кодекс об административных правонарушениях Республики Казахстан. Благодаря ужесточению в сфере Республиканского законодательства, природопользователи становятся более заинтересованными в том, чтобы добиться, достаточной экологической эффективности. Для этого контролируется воздействие природопользовательской деятельности, а также её влияние на окружающую среду: с учетом экологической политики и целевых экологических показателей.

Республика Казахстан вступила в новейшую историческую фазу- обозначенную президентом Республики Казахстан Н. Назарбаевым в Стратегии вхождения Казахстана в число 50-ти наиболее конкурентоспособных стран мира. Механизмом достижения поставленных целей теперь является переход к устойчивому развитию - балансу экономических, социальных и экологических процессов.

В связи с развитием государственной экологической экспертизы, произошел переход к международным стандартам нормирования. Путем снижения количества нормируемых загрязняющих веществ и видов отходов. Проведение государственной экологической экспертизы в жизнь, в соответствии с принципами устойчивого развития, предусматривает изучение основных источников и типов загрязнения на конкретной территории.

Для того чтобы раскрыть задачи экологической политики специалистов Костанайской области, необходимо изучить основные понятия и термины экологии. Рассмотрим основные.

Загрязнением называют поступление в окружающую природную среду любых твердых, жидких и газообразных веществ, микроорганизмов или энергий (в виде звуков, шумов, излучений) в количествах, вредных для здоровья человека, животных, состояний растений и экосистем и биосферы в целом.

Без всякого преувеличения, можно отметить, что воздействие человека на биосферу, в целом и на отдельные ее компоненты (атмосферу, гидросферу, литосферу и биотические и абиотические сообщества) достигло к настоящему времени, беспрецедентных размеров состояния.

Современное состояние планеты Земля оценивается как наступивший глобальный экологический кризис. Возросли темпы ингредиентных и параметрических загрязнителей, выше ПДК. Не только в количественном, но и в качественном отношении. Негативные тенденции этих воздействий на человека и абиотические и биотические сообщества носят не только локальный, но и, глобальный характер по всей территории Земли.

Таким образом, изучение различных типов и видов загрязнений окружающей среды, рассмотрение причин их возникновения, и возможных вариантов решения складывающихся проблем, также воздействие различных видов загрязнений на человека, животный и растительный мир является актуальным вопросом.

1. Загрязнение окружающей среды. Под загрязнением природы понимают:

- изменения воздуха, вод, почв и пищевых продуктов, оказывающие нежелательное воздействие на здоровье, выживаемость, рождаемость, деятельность человека;

- неблагоприятное изменение окружения, являющееся полностью или в основном побочным результатом негативной деятельности человека;

- появление в окружающей среде, и возникновение в ней новых, нехарактерных физико-химических и биологических веществ, реагентов, которые оказывают вредные воздействия на природные экосистемы и жизнь человека;

- появление вещества или материала в неположенное место. Это значит, что, будучи полезными в одном месте, они оказывают загрязнение, когда выбрасываются или поступают туда, где никому не нужны. И могут нанести ущерб окружающей среде или здоровью человека.

Выделяют такие виды загрязнения:

1) естественное загрязнение. Оно возникает в результате мощных природных процессов (извержение вулканов, лесные пожары, выветривание и пр.). Без какого-либо влияния человека;

2) антропогенное, являющееся результатом деятельности человека, иногда по масштабам воздействия превосходящее естественное.

Классификация загрязнений достаточно сложна и многообразна. Широко известно выделение загрязнений по типам сред (загрязнение атмосферы, гидросферы, почвы, литосферы), по загрязняющим веществам (тяжелые металлы, диоксины, радиоактивные вещества, нитритный и нитратный азот, кислоты, ВМС). С экосистемных позиций выделяют два вида загрязнений - это: стойкие и нестойкие. Последние, в отличие от первых, легко разрушаются биологическими процессами, в то время, как стойкие не разлагаются. Правила обращения с разными видами загрязнений различна, и в большой степени зависит от их химических особенностей. Значение любого вида загрязнений включает три составляющие компоненты:

1) потери ресурсов в результате их эксплуатации с большим количеством отходов;

2) стоимость ликвидации загрязнений и контроля над ними;

3) цена здоровья людей.

Различные типы загрязнения подразделяются на три: физическое, химическое и биологическое (рисунок 1).

По своим масштабам и распространению загрязнение может быть локальным (местным), региональным и глобальным.

Рис. 1. Типы основных загрязнений окружающей среды (по Н.Ф. Реймерсу, 1990)

Количество загрязняющих веществ в мире огромно и число их по мере развития, новых технологических процессов, постоянно растет, в этом отношении «приоритет», как в локальном, так и в глобальном масштабе, ученые отдают следующим загрязняющим веществам:

1. диоксиду серы (с учетом эффекта вымывания диоксида серы из атмосферы и попадания, образующихся серной кислоты и сульфатов на растительность, почву и водоемы);

2. тяжелым металлам: в первую очередь свинцу, кадмию, ртути (с учетом цепочек ее миграции и превращения в высокотоксичную метилртуть);

3. канцерогенным веществам, в частности бенз(а)пирену;

4. нефти и нефтепродуктах в морях и океанах;

5. хлорорганическим пестицидам (в сельских районах);

6. оксиду углерода и оксидам азота (в городах).

7. Этот перечень, безусловно, должен быть дополнен радионуклидами и другими радиоактивными веществами, пагубные последствия которых для человеческой популяции экосистем в полной мере проявились после атомной бомбардировки Хиросимы и Нагасаки (Япония) и аварии на Чернобыльской АЭС.

8. Следует упомянуть и диоксины - весьма опасные загрязняющие вещества из класса хлоруглеводородов.

Понятие вида загрязнений включает любые нежелательные для экосистем антропогенные изменения:

1) Ингридиентное (минеральное и органическое) загрязнение - это совокупность веществ, нехарактерных естественным биогеоценозам (например, бытовые стоки, ядохимикаты, продукты сгорания, диоксины);

2) Параметрическое загрязнение. Оно связанно с изменением качественных параметров окружающей среды (тепловое, шумовое, радиационное, электромагнитное, вибрационное);

3) Биоценотическое загрязнение, которое вызывает нарушение в составе и структуре популяций живых организмов (перепромысел, направленная интродукция и акклиматизация видов, распахивание земель и т.д.);

4) Стациально-деструктивное загрязнение. Стация - это место обитания популяции, деструкция - разрушение места обитания, связанное с нарушением и преобразованием ландшафтов и экосистем в процессе природопользования (зарегулирование водотоков, урбанизация, вырубка лесных насаждений).

1.2 Факторы физического загрязнения окружающей природной среды

Физическое иначе параметрическое загрязнение - это загрязнение, связанное с отклонением от нормы физических параметров окружающей среды.

К этому типу загрязнения относятся:

* радиоактивное;

* радиационное;

* световое;

* тепловое;

* шумовое;

* электромагнитные формы загрязнения.

Характеристика теплового загрязнения. Тепловое загрязнение, определяется влиянием тепла на воздушную и водную среду, а также на литосферу. Отрицательное воздействие тепла, на воздушную среду, обнаруживается путем повышения тепловых инградиентов температуры, над городскими и сельскими агломерациями по сравнению с естественными природными экосистемами. Это влечет за собой изменение энергетических процессов в атмосфере и гидросфере, как в сельской, так и городской местности. Тепловое воздействие, проявляется, в ухудшении режима земной поверхности (термокарст, солифлюкция, наледи ) и условий жизни людей. Источниками теплового загрязнения, в пределах городских территорий, служат подземные газопроводы промышленных предприятий. Температура достигает - 140-160°С, теплотрассы - 50-150°С, сборные коллекторы и коммуникации до 35-45°С.

Отрицательное воздействие на гидросферу, обозначается ростом температуры воды, приводящим к уменьшению растворимости кислорода, это понижает активность всего биоценоза: водных систем, к снижению процессов естественной минерализации органического вещества в водных системах. Провоцирует рост активности сине-зеленых водорослей, еще более снижающих количество кислорода в водной среде. Некоторые живые организмы, чувствительны к колебаниям температуры и плохо реагируют на эти изменения.

Радиоактивное загрязнение - загрязнение местности и находящихся на ней объектов радиоактивными веществами, в основном изотопами стронция и цезия.

Радиоактивное заражение происходит при таких явлениях:

1) ядерном взрыве в результате выпадения радиоактивных веществ из облака ядерного взрыва, обусловленного образованием радиоактивных изотопов в окружающей среде; поражает людей и животных главным образом в результате внешнего гамма и бета облучения, а также в результате внутреннего облучения (в основном альфа-активными нуклидами) при попадании радиоизотопов в организм с воздухом, водой и пищей;

2) техногенных авариях (утечках из ядерных реакторов, утечках при перевозке и хранении радиоактивных отходов, случайных утерях промышленных и медицинских радиоисточников и т.д.) в результате рассеяния радиоактивных веществ; характер заражения местности зависит от типа аварии.

Воздействие радиации, сказывается на всем протяжении длительной истории формирования жизни на Земле и оказывает негативное воздействие. Установлено, что радиоактивность любой интенсивности влияет на наследственность живых организмов вызывает их мутации. Нет нижнего безопасного предела радиации для живых организмов, в любом случае вызывая мутации. Радиоактивное излучение проникает через живые ткани вызывая мутационную изменчивость организмов. Оно не оставляет внешних следов и само по себе не ощущается. Но способно разрушать молекулы в составе клеток. В больших дозах радиация может нанести им такой вред, что клетки перестают делиться и погибают. Поэтому ее используют в радиотерапии для разрушения клеток раковых опухолей. Однако при очень сильном облучении тела организма, клеточное деление нарушится практически во всех тканях, а значит, станет невозможным нормальное обновление крови, покровных и соединительных тканей. Возникнет так называемая лучевая болезнь. Которая может привести к смерти уже через несколько дней, или, месяцев после облучения.

Радиация опасна и в очень низких дозах, так как может повреждать молекулы ДНК и РНК, т. е. генетический материал клеток организма. Деление клеток с такой измененной (мутантной) ДНК иногда становится бесконтрольным и ведет к развитию злокачественных опухолей, облучение яйцеклетки или сперматозоидов чревато врожденными дефектами у потомства. Все эти воздействия долгие годы могут никак не проявляться внешне, но приводит к печальным последствиям. Основная опасность ядерных установок и заключается в том, что слабые дозы облучения, незаметно воздействуя на людей. Тем самым повышают возможность возникновения у них раковых заболеваний и рождения неполноценного потомства.

Различают два вида воздействия радиации: соматическое и генетическое.

Соматическое -- вызвано прямым воздействием радиации на живой организм, начиная, от значительного снижения, средней возможности выживания, и кончая мгновенной гибелью.

Генетическое - последствия облучения, влияют на развитие и формирование всех половых и соматических клеток. Это мутагенное влияние радиации на уровне хромосом. Возникновение мутации обусловлено изменением на уровне хромосом и химическим нарушением генетического кода за счет появления в ядре половой клетки свободных кислотных радикалов. Которые, реагируя с азотистыми основаниями и изменяют структуру генетического кода клетки. В этом заключается специфика действия радиации на биообъекты. Генетически опасна доза радиации любой интенсивности и длительности по времени.

За последние несколько десятилетий, человек создал несколько тысяч радионуклидов, и начал использовать их в научных исследованиях, таких как в технике, медицинских целях.

Что приводит к увеличению дозы облучения, получаемой как отдельным человеком и людьми, так и населением стран в целом. Иногда облучение за счет источников созданных человеком, оказывается в тысячи раз интенсивнее, чем от природных источников, что тоже губительно влияет на клетки. В настоящее время основной вклад в дозу от источников, созданных человеком, вносит внешнее радиоактивное облучение, которое применяют при диагностике и лечении. В развитых странах на каждую тысячу населения приходятся от 300 до 900 таких обследований в год. Не считая массовой флюорографии и рентгенологических обследований зубов.

Рассмотрим источники радиация от источников, созданных человеком.

В результате деятельности человека, во внешней среде, появились искусственные радионуклиды, и источники излучения. В природную среду стали поступать в больших количествах естественные радионуклиды, извлекаемые из недр Земли вместе с углем, газом, нефтью, минеральными удобрениями, строительными материалами и другими полезными ископаемыми.

Радиационная обстановка на территории Костанайской области.

На территории Костанайской области отсутствуют уранодобывающие перерабатывающие предприятия, это дает положительную динамику. На пяти предприятиях области числится 311 ампульных источника ионизирующего излучения (АИИИ), что составляет суммарную активность 35700 Бк в год.

Решена одна из экологических проблем области, которая долгое время была напряженной. В помещениях ТОО «Костанайской Текстильной Компании» на протяжении многих лет находились отработанные радиоактивные источники излучения, так называемые РАО, в количестве 3732 пластины, образовавшиеся в результате, процедуры банкротства АО «Котекс».

В августе 2011 года произведена передача источников ионизирующего излучения в количестве 300 блоков в ТОО «Изотоп Транс Сервис» города Усть-Каменогорска. Для транспортировки, разрядки и дальнейшей идентификации и дальнейшего захоронения на специализированном могильнике АО «УМЗ».

На пяти предприятиях области продолжаются работы, связанные с применением источников ионизирующего излучения - это ОАО «ССГПО», ТОО «ОРКЕН», ОАО «Кустанайская поисковосъемочная экспедиция», ГККП «Костанайский областной онкологический диспансер», ТОО «ГЭСПОЛ».

В Костанайской области накоплено свыше 9 млрдов тонн отходов. Большую долю которых, около 92% составляют отходы горнодобывающей промышленности: вскрышные породы (отбросы, внешние пустыре породы), хвосты обогащения, золошлаковые отходы. Из общего объема отходов более 8% отходов, повторно используются предприятиями. Около 0,19% отходов направляются на утилизацию специализированным предприятиям. Оставшиеся 91,5% отходов размещается на специализированных площадках длительного хранения отходов (отвалах, хвостохранилищах, полигонах ТБО и др.).

Опасные и токсичные виды, отходов размещаются на долговременное хранение, в специализированном хранилище. Многие хранилища Костанайской области принадлежат ТОО «Шаруа». Это предприятие созданное в 2005 г. на территории Наурузумского района. Среди отходов: накопившаяся тара из-под пестицидов, пришедшие в негодность медикаменты и неиспользованные (простроченные) ядохимикаты сельскохозяйственных предприятий, химические реактивы, ртутьсодержащие отходы, диоксины и другие яды. С 2005 г. по 2012 г. на полигоне захоронено 1191 тонна отходов, что составило более 70%.

Во многих предприятиях области, прогрессивные природопользователи, применяют технологии сокращения и использования промышленных отходов. Уменьшение образования промышленных отходов в окружающей среде, происходит за счёт размещения вскрышных пород в выработанных пространствах - отработанных карьерах, крупными горнодобывающими предприятиями, и повторного использования отходов производства.

Так, АО «ССГПО», за 2013 год, на засыпку шахтного поля шахты «Соколовская», строительство транспортных коммуникаций, отсыпку предохранительных валов в карьере, на отвале промышленных площадках использовано более 10 тысяч тонн или 4,8% образования вскрышных пород. Соколовского-Сарбайского карьера переработаны в щебень для строительных работ.

Световое загрязнение - осветление ночного неба искусственными источниками света, свет которых рассеивается в нижних слоях атмосферы. Иногда, это явление также называют световым смогом. Световое загрязнение влияет на устоявшуюся экосистему и имеет многочисленные негативные последствия.

Тепловое загрязнение - это тип физического (чаще антропогенного) загрязнения окружающей среды. Характеризующийся увеличением температуры выше естественного уровня. Основные источники теплового загрязнения - выбросы в атмосферу нагретых отработанных газов и воздуха, сброс в водоемы нагретых сточных вод.

Шумовое загрязнение - это раздражающий шум антропогенного происхождения. Он нарушает жизнедеятельность живых организмов и человека. Раздражающие шумы, существуют и в природе -абиотические и биотические, однако считать загрязнением их неверно, поскольку живые организмы адаптировались к ним в процессе эволюции. Главным источником шумового загрязнения, являются транспортные средства - автомобили, железнодорожные поезда и самолёты.

Электромагнитное загрязнение - ЭМП антропогенного происхождения или электромагнитный смог - это совокупность электромагнитных полей, разнообразных частот, негативно влияющих на человека и животный мир. Некоторые исследователи - Павлов А.Д., Сподобаев Ю.М., Кубанов В.П. называют электромагнитный смог, возникший и сформировавшийся за последние 60-70 лет, одним из самых мощных факторов, негативно влияющих на человека. Это объясняется фактически круглосуточным его воздействием и стремительным ростом данных загрязнений. Электромагнитное загрязнение зависит в основном от мощности и частоты излучаемого сигнала.

Химическое загрязнение.

Любое химическое загрязнение - это появление химического вещества в чистом виде, в непредназначенном для него месте. Загрязнения возникающие в процессе деятельности человека, являются, главным фактором его вредного воздействия на природную среду.

Химические загрязнители часто могут вызывать: острые отравления, хронические болезни, а также оказывать канцерогенное и мутагенное действие. Например, тяжелые металлы способны накапливаться в растительных и животных тканях, оказывая токсическое действие на структуры клеток. Кроме тяжелых металлов, особо опасными загрязнителями являются диоксины, которые образуются из хлорпроизводных ароматических углеводородов, используемых при производстве гербицидов, производстве пластмас. Источниками загрязнения окружающей среды диоксинами являются и побочные продукты целлюлозно-бумажной промышленности, а также отходы металлургической промышленности, выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания, и многое многое другое. Эти вещества очень токсичны для человека и животных, даже при низких концентрациях, вызывают поражение печени, почек, иммунной системы.

Наряду с загрязнением окружающей среды новыми для нее синтетическими веществами, большой ущерб природе и здоровью людей может нанести, вмешательство в природные круговороты веществ, за счет активной производственной и сельскохозяйственной деятельности. А также образования бытовых отходов.

Загрязнению подвергаются все структуры биогеосферы:

1. атмосфера (воздушная среда),

2. гидросфера (водная среда),

3. литосфера (твердая поверхность) Земли.

В зависимости, от особенностей циклов обмена, загрязняющий компонент может распространяться на всю поверхность планеты. На более или менее значительную территорию или иметь локальный характер. Таким образом, экологические кризисы, являющиеся результатом загрязнения окружающей среды, могут быть трех сортов:

1. глобальные,

2. региональные,

3. локальные.

Одной из проблем, имеющих глобальный характер, является возрастание содержания в атмосфере углекислого газа. Это происходит в результате техногенных выбросов и развития топливной базы. Наиболее опасным последствием этого явления может стать повышение температуры воздуха благодаря, так называемому «парниковому эффекту». Проблема нарушения глобального цикла обмена углерода, уже переходит из области экологии, в такие сферы, как экономические, социальные и политические .

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 новых веществ, которые ранее отсутствовали в биосфере. 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, даже в Антарктиде.

Среди химических загрязнителей выделяют наиболее значимые:

1. Ксенобиотики - вещества, которые являются чужеродными по отношению к живым организмам, так как не входящие в естественные биогеохимические циклы.

2. Экотоксиканты - ядовитые вещества антропогенного происхождения, вызывающие серьезные нарушения, как в структурах организменного уровня, так и в структурах экосистем.

3. Суперэкотоксиканты (СЭТ) - вещества, обладающие в чрезвычайно малых дозах мощным токсическим действием для всего живого. Для СЭТ фактически теряет смысл введение предельно допустимых концентраций (ПДК). Потому, что 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, как увеличиваться, так и уменьшаться.

Тяжелые металлы - это металлы, с плотностью 8 тыс. кг/м3 и более (кроме благородных и редких). К ним относятся: свинец, медь, цинк, никель, кадмий, кобальт, сурьма, олово, висмут, ртуть, в различных странах приняты разные значения ПДК.

Часть техногенных выбросов тяжелых металлов, поступающих в атмосферу в виде тонких аэрозолей, переносится на значительные расстояния, и приводит к глобальному загрязнению биосферы. Основной поставщик - предприятия цветной металлургии, энергетические предприятия. Для таких предприятий характерно:

· наличие 5 км- зоны максимальных концентраций

· 20-50 км- зоны повышенных концентраций.

Сильное загрязнение свинцом и другими тяжелыми металлами наблюдается вокруг автострад и железнодорожных путей.

Все растения могут накапливать тяжелые металлы. Являясь промежуточным звеном в цепи почва - растение - животное - человек (или минуя животных). Главным показателем, здесь является, коэффициент биологического поглощения - это отношение содержания элемента в золе растения к его концентрации в почве.

· Медь накапливают растения семейства гвоздичные,

· кобальт - перцы,

· цинк поглощают карликовые березы и лишайники и т.д.

Тяжелые металлы являются ядами, так как приводят к денатурации белка. Механизмы их токсического действия достаточно различны. Многие металлы при определенных концентрациях ингибируют(инактивируют) действие ферментов, к ним относят- медь, ртуть, свинец. Некоторые металлы образуют, так называемые хелатоподобные комплексы с обычными метаболитами организма, нарушая обмен веществ, например транспорт железа. Другие металлы повреждают клеточные мембраны, изменяя их проницаемость и другие важные свойства. Некоторые металлы конкурируют с необходимыми организму элементами, Sr-90 может замещать в организме Ca, а Cs-137 - калий, кадмий может замещать цинк.

Пестициды поступают в биосферу путем непосредственного внесения в почву, с протравленными семенами, отмирающими частями растений и листьев, трупами насекомых, а также миграции в почве и водах. Особую опасность представляют стойкие и кумулятивные, т.е. накапливающиеся в экосистемах пестициды и гербициды, которые обнаруживаются спустя десятки и даже сотни лет после применения.

Даже при низких концентрациях в воде и почве, 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 океанов и морей. В Мировой океан и поверхностные воды ежегодно вносится 15-17 миллионов тонн нефти и нефтепродуктов. Влияние нефтяного загрязнения на состояние гидробионтов описывается следующими фактами:

· Непосредственное отравление организмов с летальным исходом.

· Серьезные нарушения физиологической активности гидробионтов.

· Прямое обволакивание птиц и других организмов нефтепродуктами.

· Нефтепродукты нарушают изолирующие функции оперения, а при по пытке 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, которые растворимы в воде. Смертельные концентрации ароматических углеводородов для мальков и икры очень низки, всего 10-4%. Накопление ароматических углеводородов не только ухудшает вкус съедобных организмов, таких как, например, моллюски, и рыба, но и является опасным, так как эти вещества канцерогенны. Так, концентрация канцерогенных углеводородов в ткани мидий, выловленных в районе порта города Тулон во Франции, достигала 3,5 мг на кг сухого веса.

1.3 Биологическое загрязнение

Биологическое загрязнение - привнесение в экосистему чуждых ей видов организмов, обычно биологическое загрязнение возникает в результате деятельности человека.

Говоря о биологическом загрязнении окружающей среды имеют в виду, загрязнение организмами и веществами, и негативно воздействующими на здоровье человека. Вредные вещества находятся в воде, и почве, и воздухе, и в организме человека, да и в любой среднестатистической квартире найдётся множество биологических загрязнителей. Под этим «термином» обычно подразумевают вирусы, бактерии, плесневые грибки, шерсть животных, растительные аллергены, частички земли из цветочных горшков, продукты жизнедеятельности насекомых и грызунов - тараканов, мышей, клещей. Совершенно изолировать помещение от них нельзя: микроорганизмы переносятся людьми и животными, также аллергенами могут стать частички хитина клещей и тараканов, уличная пыль, втянутая кондиционером, белки из слюны животных, которые поднимаются в воздух вместе с пылью и воздухом.

Высокая концентрация биологических загрязнителей, в воздухе, может вызывать аллергические реакции, вплоть до бронхиальной астмы. Возбудители некоторых инфекционных болезней - грипп, корь, паротит, туберкулез, также переносятся воздушным путем. В помещениях с низкой влажностью вся пыль находится в воздухе во взвешенном состоянии.

К биологическому загрязнению относят биогенное загрязнение - это распространение определенных, как правило, нежелательных, с точки зрения людей, биогенных веществ, на территории или акватории где они ранее, не наблюдались.

Выделяют также загрязнение микробиологическое или микробное - это появление необычно большого количества микроорганизмов связанное с массовым их размножением на антропогенных субстратах, средах изменённых в ходе хозяйственной деятельности человека.

По мнению ряда авторов (Родионов А.И. Клушин В.Н. Систер В.Г.) биологическому загрязнению окружающей среды, можно также отнести такой вид человеческой деятельности, как генетическая инженерия (генная инженерия). Генная инженерия - совокупность приёмов, методов и технологий получения рекомбинантных РНК и ДНК и выделения генов из организма (клеток) осуществления манипуляций, с генами и введения их в другие организмы.

Генетическая инженерия не является наукой, в широком смысле, но является инструментом биотехнологии используя методы, таких биологических наук, как молекулярная и клеточная биология, цитология, генетика, микробиология, вирусология и др.

В некоторых классификациях типов загрязнений, окружающей среды, можно встретить также такие виды, как механическое и информационное загрязнения.

Загрязнение механическое - это привнесение в экосистему различных чуждых ей предметов, отходов. Наносов абиотических, нарушающих ее естественное функционирование, загрязнение химически инертным мусором, протаптывание тропинок и прочее механическое воздействие на природу. Механическое - засорение среды агентами оказывающими лишь механическое воздействие, без физико-химических последствий.

Информационное загрязнение - это 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, запахи и др. К информационному загрязнению относятся и визуальное загрязнение, вызванное однообразной унылой архитектурой.

На нынешнем этапе развития технической сферы прогресса, когда в мире еще в большей степени, возрастает воздействие человека на биогеосферу, природные системы в значительной степени утратили свои защитные свойства, поэтому необходимы: новые подходы, осознание реальностей и тенденций, появившихся в мире в отношении природы в целом и ее составляющих. В полной мере это относится, к осознанию того, каким является в наше время, загрязнение и истощение природной среды.

Загрязнение среды есть процесс: нежелательных потерь вещества, энергии, труда и средств, приложенных человеком к добыче и заготовке сырья и материалов превращающихся в безвозвратные отходы которые рассеиваются в биосферу.

Загрязнение, имеет следствием, необратимое разрушение как отдельных экологических систем, так и биосферы в целом. Включая воздействие на глобальные физико-химические параметры среды природы.

Загрязнение, прямо или косвенно, ведет к ухудшению физического и морального состояния человека, как главной производительной силы общества.

Защита окружающей среды, от загрязнения - одна из ключевых задач, в общей проблеме оптимизации природопользования и сохранения качества среды для настоящего и будущих поколений наших потомков.

Естественными источниками загрязнения атмосферы, служат: извержения вулканов, лесные пожары, пыльные бури, процессы выветривания, разложение органических веществ и др.

Естественные источники загрязнения атмосферы, представляют собой такие грозные явления природы, как извержения вулканов и пыльные бури. Обычно они имеют катастрофический разрушающий характер.

При извержении вулканов в атмосферу выбрасывается огромное количество удушающих газов, паров воды, твердых частиц пыли, пепла и вулканической пыли. После прекращения извержения начинается процесс баланса газов в атмосфере, и постепенно восстанавливается. Так, в результате извержения вулкана Кракатау, в 1883 г. в атмосферу, было выброшено около 150 млрд тонн пыли и пепла. Мелкие пылевые частицы держались в верхних слоях атмосферы в течение нескольких лет.

При извержении вулканов происходит тепловое загрязнение атмосферы, так, как в воздух выбрасываются сильно нагретые вещества. Значение температуры их, в том числе паров и газов, таковы, что они сжигают все на своем пути.

Пыльные бури возникают, в связи с переносом, сильным ветром поднятых с земной поверхности частиц почвы. Сильные ветры, такие как смерчи и ураганы - поднимают в воздух и крупные обломки пород, но, долго в воздухе они не держатся. При сильных пыльных бурях в атмосферный воздух поднимается до 50 млн. т пыли. Причинами пыльных бурь являются засуха, суховеи, провоцируют их интенсивная распашка земель, выпас скота, уничтожение лесов и кустарников. Наиболее часто возникают пыльные бури: в степных, полупустынных пустынных районах.

Искусственные источники загрязнения, наиболее опасны для атмосферы. К искусственным (антропогенным) источникам загрязнения атмосферы относятся: промышленные теплоэнергетические предприятия, транспорт, системы отопления жилищ, сельское хозяйство, бытовые отходы.

Они способствуют поступлению в атмосферный воздух, инородных, не свойственных естественным условиям газов и веществ. По агрегатному состоянию все загрязняющие вещества, антропогенного происхождения, подразделяются на: твердые, жидкие газообразные

Причем последние составляют, около 90% от общей массы, выбрасываемых в атмосферу, искусственных загрязняющих веществ.

Проблема загрязнения воздуха проблематична. Более двух столетий серьезные опасения вызывает загрязнение воздуха, в крупных промышленных центрах, многих европейских стран. Однако, длительное время эти загрязнения носили локальный характер.

В то время, когда промышленных предприятий, заводов и фабрик было немного - дым и копоть загрязняли сравнительно небольшие участки атмосферы, легко разбавлялись массой чистого воздуха. Однако, быстрый рост промышленности и транспорта в XX веке, привел к тому, что выброшенные в воздух вещества не успевают рассеяться к тому моменту, поступления в атмосферу новой порции загрязнения. Их концентрация увеличивается, и они становятся причиной вредных и даже фатальных последствий для биогеосферы.

Загрязнение атмосферного воздуха в промышленных городах, и городских агломерациях, значительно выше, чем на прилегающих территориях.

Особое место среди источников загрязнения атмосферы занимает химическая промышленность и бытовые стоки. Для химической промышленности характерна высокая концентрация предприятий, что создает повышенное загрязнение окружающей среды в данной местности. Вещества, выделяемые в атмосферу вступают в химические реакции друг с другом, образуя высокотоксичные ядовитые соединения. Часто образуется озон в концентрациях, во много раз превосходящих нормальный его уровень в воздухе и у поверхности Земли, это опасно для жизни растений, животных, человека.

С выхлопными газами в воздух попадают угарный газ, оксиды азота, углеводороды, свинец, стронций и их соединения. Поступление свинца и его соединений в воздух, связано с тем, что к дизельному топливу и бензину для снижения детонации и повышения КПД двигателей внутреннего сгорания, добавляется тетраэтилсвинец. Известно, что городской воздух содержит свинца в 20 раз больше, чем деревенский, и в 2000 раз больше, чем морской.

Серьезные последствия имеет загрязнение воздуха хлорфторметанами, или фреона, широкое использование фреонов в холодильных установках, в производстве аэрозольных баллонов приводит к появлению их на больших высотах в стратосфере и мезосфере. Высказываются опасения относительно возможности взаимодействия озона с галогенами, которые выделяются, из фреонов под действием ультрафиолетового излучения.

2. Разнообразные виды загрязнения окружающей среды

2.1 Особые виды загрязнения окружающей среды

Радиоактивное загрязнение атмосферы особенно опасно для людей, животных и растений. Источники радиоактивного загрязнения в основном техногенного происхождения, т.е. антропогенного.

Это экспериментальные взрывы атомных, водородных и нейтронных бомб, различные производства, связанные с изготовлением термоядерного оружия; атомные реакторы и электростанции; предприятия, где используются радиоактивные вещества; станции по дезактивации радиоактивных отходов; захоронения отходов атомных предприятий и установок; аварии или утечки на предприятиях, где производится и используется ядерное топливо. Естественные источники радиоактивного загрязнения атмосферы связаны с выходами на поверхность урановых руд и горных пород, имеющих повышенную природную радиоактивность: граниты, гранодиориты, пегматиты.

Радиоактивное загрязнение атмосферы чрезвычайно опасно, так как, радионуклиды с воздухом попадают в организм и поражают жизненно важные органы человека. Его влияние сказывается не только на ныне живущих поколениях, но и на их потомках из-за появления многочисленных мутаций, не существует такой малой дозы ионизирующего излучения, которая была бы абсолютно безопасна для человека, растений и животных. Даже в районах умеренного радиоактивного загрязнения увеличивается число людей, заболевших лейкозами.

Различного рода утечки и неконтролируемые выбросы на предприятиях, незначительно изменяют радиологическую обстановку и носят обычно локальный характер.

Смоги, кислотные дожди, разрушение озонового слоя приводят к изменениям. Крупнейшие города мира страдают от смогов, от англ. smoke - дым +fog -туман. Принято различать смог лондонского и лос-анджелесского или фотохимического типов.

Причинами образования смога лондонского типа служат высокие концентрации в воздухе сернистого газа, пылевых частиц, тумана. Главным источником загрязнения атмосферы, служат продукты сжигания угля и мазута.

В настоящее время смог представляет большую опасность для жителей многих крупных городов. При фотохимическом смоге появляется неприятный запах, резко ухудшается видимость и воздух, погибают домашние животные. У людей этот смог вызывает раздражение глаз, слизистых оболочек носа, горла, появляются симптомы удушья, обостряются хронические легочные и сердечно-сосудистые заболевания. Смог оказывает вредное влияние на растения, поэтому многие из них погибают, способствует коррозии строительных материалов, растрескиванию лакокрасочных покрытий, резиновых и синтетических изделий, вызывает порчу одежды; из-за плохой видимости нарушается работа транспорта, увеличивается число аварий.

Важнейшим загрязнителем городского воздуха является диоксид серы, который образуется при сгорании угля и некоторых видов нефти, которые содержат серу. Диоксид серы - один из наиболее опасных для растений и животных загрязнителей атмосферы. Выпадая на землю, так называемые кислотные дожди губят растения, тем самым нарушают естественные процессы в наземных и водных экосистемах за счет изменения кислотности рН почвы.

Тепловое, шумовое и другие виды и типы загрязнения атмосферы.

В промышленных центрах и крупных городах атмосфера подвергается тепловому загрязнению, в связи с тем, что в атмосферу поступают вещества с более высокой температурой, чем окружающий воздух. Температура выбросов обычно выше средней многолетней температуры приземного слоя воздуха.

Другим видом загрязнения атмосферы, в городах является шумовое. Шум стал фактором особого социального значения. Слабые шумы до 30 дБ - это шелест листвы, тихая музыка, шум прибоя, действуют на человека успокаивающе. Шум в 90-120 дБ, от автотранспорта, метро, реактивных самолетов, строительных механизмов и даже музыки в дискотеках, воспринимается как грохот. Такие шумы раздражают, разрушают нервные клетки, приводят к возникновению опасных психических и соматических заболеваний. От длительного воздействия шума возникают нарушения и потеря слуха, патологические изменения в вегетативной нервной системе, расстройство периферического кровообращения, гипертония, шум в 80 дБ снижает работоспособность, увеличивает колебания артериального давления, резко ухудшает ориентацию в пространстве и восприятие происходящего.

Не следует игнорировать своеобразную электромагнитную форму загрязнения атмосферного воздуха, действие электромагнитного поля на человека, животных и растения в настоящее время плохо изучено и часто служит причиной домыслов и предположений. Оно связано с работой приборов и оборудования, вырабатывающих электрические и магнитные поля, в настоящее время проводятся специальные медико-биологические исследования, направленные на выявление влияния таких полей, на здоровье человека.

При сжигании любого органического мусора (растения, кости и др.) при достаточно высокой температуре и достаточном количестве кислорода должны образовываться: водяной пар, углекислый газ, окислы азота (в небольших количествах, из-за содержания азота в белках и нуклеиновых кислотах). Однако даже при небольшой влажности мусора температура резко понижается. Например, при сжигании кучи прошлогодних листьев и травы горит лишь верхняя часть кучи, в то время как нижняя тлеет. Получается, что верх мусорной кучи горит, а средняя и нижняя части кучи тлеют, дымят и при недостаточном количестве кислорода выделяя в атмосферу множество опасных для здоровья человека веществ. Основным компонентом дыма является угарный газ, или монооксид углерода (СО).

Причем концентрация СО при сжигании бытового мусора может быть равнозначна концентрации на улице областного центра с интенсивным движением. Как известно угарный газ (СО) крайне химически активное и опасное для человека соединение.

Максимально-разовая ПДК (предельно-допустимая концентрация) для оксида углерода для атмосферного воздуха населенных мест - 5 мг/м3, среднесуточная норма - 3 мг/м3, в рабочей зоне необходим постоянный контроль за содержанием СО в воздухе, ПДК в рабочей зоне составляет 20 мг/м3. Отмечено, что СО, очень легко связываясь с гемоглобином крови, блокирует доставку кислорода к тканям, вследствие чего наступает отравление. Кроме того, в туманные дни костры создают своего рода «смог», (микрочастицы, выделяющиеся при неполном сгорании мусора, связываются с водяными парами) вредный для организма человека.

Чем мельче частица, тем быстрее она проникает в легкие и соответственно больший вред может нанести. При сжигании тонны растительных отходов, открытым способом, в атмосферу выделяется более 9 килограммов подобных частиц… наиболее вредным дым костра бывает, когда в него попадают отходы ПВХ (поливинилхлорида -СН2-СНCl-СН2-СНCl-СН2-СНCl-) - это отходы пластмасс, линолеума, кожзаменитель, оплетка электрического кабеля, пластмассовые игрушки, упаковка, парниковая пленка и др. Как правило, эти отходы сгорают в пламени костра при температуре не более 1100 градусов, причем большинство из них именно тлеет в костре, при самой «приемлемой» для образования диоксинов температуре в 850-900 градусов.

Причем, как показали исследования, при сжигании ПВХ, (вспомните про парниковую пленку), при температуре в 600 градусов, при отсутствии воздуха (в небольшой куче мусора или на большой свалке именно так и происходит) создаются «идеальные» условия для возникновения таких наиболее опасных токсичных веществ как ДИОКСИНЫ (CnHnClnO12). Диоксины известны своим огромным токсичным эффектом, практически на все органы жизнедеятельности человека.

Кроме того, при этих условиях в атмосферу выделяется еще и карбонилхлорид (COCl2), известный нам как фосген, применяемый в годы первой мировой войны как химическое оружие.

Крайне опасно сжигать всевозможные пленки, синтетические материалы (поролон, используемый для набивки матрацев, диванов, кресел, изготовления ковриков, пенопласт) при сгорании которых выделяются цианиды (CN), являющиеся причиной множества смертельных случаев во время бытовых пожаров. В кострах в большинстве случаев из-за недостатка кислорода цианиды не разрушаются, попадая в окружающую среду.

При низких температурах горения (ниже 600 градусов) полиуретановые пены (полиуретан [-OCNH(CH2)6NHCOO (CH2)4O-]n) не выделяют цианидов, но образуют плотный, желтого цвета удушающий дым, содержащий изоцианаты, включая сильнейший аллерген и раздражитель диизоцианат толуола (CONCH3(CH2)6NCO). В 1984 г. в Бхопале (Индия) в результате утечки метилизоцианата на заводе американской транснациональной компании.

2.2 Загрязнение воздуха при горении этилена

На предприятии "Юнион Карбайд" произошла самая крупная в истории химической промышленности авария, унесшая 3 тысячи жизней и приведшая к отравлению более 200 тысяч человек. Метилизоцианат оказывает влияние на кожу, глаза, желудочно-кишечный тракт.

При горении полиэтилена: (-CH2-СH2-CH2-), полистирола: (С6Н5-СН-СН2-), полипропилена: (CH2=CH-CH3), самых распространенных бутылок, для напитков из полиэтилентерефталата: (HOCH2CH2O[OCC6H4COOCH2 CH2O]n-1 OCC6H4COOH), при высокой температуре вредных веществ в атмосферу почти не выделяется - они просто сгорают, превращаясь в углекислый газ и водяной пар. Но, как правило, температура костра бывает для этого недостаточной, так что в атмосферу попадают канцерогенные ароматические углеводороды, акролеин и др. Когда же в огонь попадают обломки фанеры, ДВП, ДСП, содержащие фенолформальдегидные смолы (фенолформальдегид - С6Н5OHCH2OH), в атмосферу выделяются цианиды и формальдегиды (НСОН). При сжигании древесины, окрашенной краской, содержащей соединения свинца, эти соединения попадают в организм через легкие[3]. ЧТО ТАКОЕ ДИОКСИНЫ?Что обычно представляет себе человек, рассуждая о ядовитых "плодах" современной цивилизации? Скорее всего, вертикальную трубу, которая выбрасывает клубы омерзительного желто-черного дыма. Или другую трубу, горизонтальную, из которой вытекает серо-бурая зловонная жижа. И редко у кого смертоносная отрава может ассоциироваться, допустим, с обычной пластиковой бутылкой или милой куклой Барби.

...