Вредные вещества в окружающей среде

Стремительное развитие цивилизации ставит перед нами новые проблемы. Урбанизация привела к появлению новой техногенной окружающей среды. Растущее население, в свою очередь, требует все больших промышленных и сельскохозяйственных мощностей, транспортной инфраструктуры, тепло- и электроснабжения. Все это приводит к росту загрязнения. 91% населения во всем мире живет на территориях, где загрязнение воздуха превышает нормы, установленные ВОЗ.

Без потенциально вредных химикатов невозможно существование современной цивилизации, они окружают нас везде. Чистящие средства, бытовая техника, мебель и одежда из синтетических материалов, городской транспорт и противогололедные средства. Не все эти вещества опасны сами по себе, но в результате естественного износа или разложения на свалках могут выделять ядовитые соединения.

Вредные вещества в воздухе

Наибольшая доля загрязнителей воздуха — углеводороды. Главным их источником являются автомобильные двигатели. Топливо в двигателе внутреннего сгорания не расходуется полностью и буквально вылетает в трубу, распыляясь в воздухе вместе с продуктами горения. Углеводороды — это общее название для целой группы химических соединений — этан, метан, этилен, бензол и тд. Не все из них токсичны сами по себе, но могут вступать в реакцию с другими составляющими воздуха, образуя так называемые вторичные загрязнители.

Озон, жизненно необходимый в качестве озонового слоя, у земной поверхности — высокотоксичный газ. Он относится к самому высокому уровню опасности, и образуется как вторичный загрязнитель из других компонентов вредных выбросов. Больше всего его в воздухе в солнечную погоду.

Особую опасность представляет диоксид серы SO2. Его источником являются в основном промышленные предприятия, выделяется также при сжигании угля. При растворении в воде сернистый газ превращается в серную кислоту и в больших дозах крайне токсичен. Кроме того, он же является основным виновником выпадения кислотных дождей.

Оксиды азота (в общем виде обозначаются NOX) образуются в процессе любого горения, причем, чем ярче пламя, тем интенсивнее. Оксиды азота — основная причина появления фотохимического смога, кроме того, способны превращаться в азотную кислоту, раздражать органы дыхания, создавать кислотные дожди.

Опасны и оксиды углерода (углекислый и угарный газы), пыль и сажа. Причем в случае города наиболее загрязнен воздух на улице — виной тому промышленные районы и развитая дорожная сеть, автотранспорт. В сельских неразвитых регионах большую угрозу представляет воздух внутри помещений. Связано это с тем, что там, как правило, для приготовления пищи, отопления и других нужд сжигают дрова и другое естественное топливо.

Нельзя недооценивать угрозу обычной пыли. Твердые частицы до 10 микрон (ТЧ10), независимо от химического состава, попадают в легкие и оседают там. Частицы до 2,5 микрон (ТЧ2,5) еще более опасны, потому что могут проникать прямо в кровеносные сосуды. Со временем это приводит к развитию болезней сердца и органов дыхания, риску развития онкологических заболеваний.

Вредные вещества в воде

Основной источник загрязнения воды — сброс недостаточно очищенных сточных вод. Главный их источник — обычная бытовая канализация. Вклад промышленности в такое загрязнение в развитых странах невелик. За исключением крупных аварий, сброс отходов производства в воду минимален. Как правило, промышленные выбросы попадают в воду за счет диффузного загрязнения. Пыль и мелкие частицы с дождями проникают сквозь почву в подземные воды. В Беларуси большинство водных объектов соответствует отличному или хорошему экологическому статусу.

Приоритетные вещества, по которым чаще всего фиксируются превышения нормативов, биогенны. Ионы аммония попадают в водоемы преимущественно с животноводческих предприятий. Органические отходы, сконцентрированные на сравнительно малой территории, не могут разлагаться естественным путем, и даже при правильной их утилизации и переработке все равно проникают сквозь почву в подземные воды. Ионы нитритов и фосфатов также вымываются с сельскохозяйственных полей после внесения удобрений.

Источник загрязнения воды антибиотиками — мы сами. Существующие системы очистки воды пока не могут эффективно удалить из нее остатки лекарств. С канализационными стоками они попадают в крупные водоемы, разносятся по всему миру и накапливаются в организме водных обитателей. Препараты, которыми лечат человека и животных, не только влияют на жизнь морской фауны, но и позволяют бактериям и вирусам адаптироваться к некогда эффективным средствам борьбы с ними.

Чистота воды зависит не только от человека. Из-за особенностей геологического состава недр Беларуси, во многих районах республики фиксируется повышенное содержание железа. При расчете нормативов, строительстве водоочистных сооружений необходимо учитывать не только антропогенную нагрузку, наличие поблизости крупных предприятий и сельскохозяйственных полей, но и геологический состав местности, обилие осадков и множество других природных факторов.

Вредные вещества в земле

Загрязнение почвы тяжелыми металлами, нефтепродуктами и другими отходами носит очаговый характер. Вокруг промышленных предприятий концентрируются химические элементы, специфические для данного типа производства. Самая большая нагрузка приходится на центральные районы крупных городов, где много автотранспорта и сосредоточены крупные заводы. В Беларуси отдельные аномалии с серьезными превышениями содержания металлов (цинка, свинца, меди, ртути) находятся как раз в промышленных городах.

Как и воздух, почву загрязняют углеводороды. Нефтепродукты накапливаются преимущественно в тяжелых почвах с высокой поглотительной способностью. Больше всего их, конечно, вокруг нефтеперерабатывающих заводов, но нефтепродукты встречаются повсеместно, особенно вдоль дорог. По данным Росгидромета, при снижении нагрузки на загрязненные углеводородами территории, они со временем очищаются естественным путем. Ужесточение экологических норм для автомобилей, развитие электротранспорта — все это перспективные пути снижения нагрузки на нашу землю.

Отдельным пунктом для Беларуси идет заражение земель радионуклидами. Основные загрязнители — изотопы стронция и цезия. По прогнозам ученых, для того, чтобы территории, пострадавшие от аварии на ЧАЭС, можно было считать чистыми, должно пройти не менее 300 лет.

Стойкие органические загрязнители

Особняком стоят СОЗ — особо опасные химические вещества, которые накапливаются в окружающей среде и передаются далее по пищевой цепочке, накапливаются в организме человека. Определение было сформировано в рамках подписанной в 2001 году Стокгольмской конвенции о стойких органических загрязнителях, к которой в 2004 году присоединилась и Республика Беларусь. Делятся они на три группы.

СОЗ списка A запрещены к производству. Единственным источником их попадания в окружающую среду может быть использование накопленных запасов или утечки из хранилищ. В большинстве случаев эти химикаты не используются, а подлежат утилизации. Список B содержит ядовитые вещества, которым на данный момент нет достаточно эффективных альтернатив. Они используются и применяются под надзором контролирующих организаций, и ученые ищут им безопасную альтернативу. Соединения списка C — это крайне опасные химические вещества, которые не производятся специально, а выделяются как побочный продукт других производств.

Один из самых известных СОЗ, яд ДДТ — сильный инсектицид. Он как раз относится к списку B и применяется для борьбы с насекомыми — переносчиками малярии, особенно в странах Африки. Опасность, которую несет распространение болезни, считается больше угрозы самого ДДТ.

Литература о вредных веществах в окружающей среде

В природе все связано. Даже в таких искаженных искусственных экосистемах, как крупные города, важно сбалансировать все элементы. Выбросы заводов из воздуха оседают с дождями на землю, накапливаются в ней и разносятся грунтовыми водами, оказываясь в итоге в реках. Нельзя говорить о чистой воде, не позаботившись о чистоте воздуха.

Для уменьшения угрозы от вредных веществ необходимы комплексные меры — развитая система мониторинга окружающей среды, совершенствование очистных сооружений, разработка новых технологий производства товаров и утилизации отходов, просвещение общественности о важности использования экологичных альтернатив вредных веществ в работе и быту.

Книги, посвященные теме вредных веществ, включают в себя результаты многолетнего мониторинга как отдельных регионов, так и страны в целом, отчеты международных организаций о состоянии планеты. Учебные пособия и методики посвящены экологическому мониторингу, анализу компонентов окружающей среды, методам ведения экологичного хозяйства. Монографии и материалы научных конференций, статьи из журналов рассказывают о достижениях науки по предотвращению и ликвидации загрязнения. Часть текстов доступны в открытом доступе, содержания остальных можно посмотреть на сайте. Книги предоставлены из фондов Центральной научной библиотеки НАН Беларуси.