Понятие о загрязнении. Загрязнение атмосферы, гидросферы и почвенного покрова


Природная среда имеет границы, в рамках которых она может абсорбировать определенное количество и виды веществ и энергии без ущерба динамической стабильности системы «общество – природа». Когда вмешательство человека в природу переходит до­пустимые границы, возникает состояние природной среды, кото­рое мы называем загрязнением.

Загрязнение природной среды – это внесение в нее некоторых видов материи или энергии (тепло, шум, радиоактивность), которые могут пред­ставлять опасность для живых существ. При этом темпов, которы­ми они вносятся, природная среда выдержать не в состоянии. Такое определение охватывает и процессы, протекающие в приро­де (как, например, накопление вредных солей, выброс органичес­ких отходов, вулканическая деятельность), которые приводят к изменениям в окружающей среде. Между тем загрязнение не нарушает есте­ственное функционирование геосферы, а если это происходит, то относительно быстро устанавливается равновесие. Загрязнение как экологическая проблема, как причина и показатель экологического кризиса предполагает деятельность человека и общества. Загрязне­ние природной среды как следствие человеческого воздействия на природу уходит в далекое прошлое, еще до открытия огня. Однако сравнительно поздно, в средние века, предпринимаются определенные меры в целях защиты на местном уровне воздуха и воды от загрязнения. С индустриализацией начинается интенсив­ный процесс загрязнения, который пересекает локальные границы и со временем становится универсальной проблемой. Однако, не­смотря на то что загрязнение окружающей среды росло вместе с индустриализацией и урбанизацией, в первой половине ХХ в. этой проблеме не уделялось особого внимания. Лишь в начале 50-х гг. ХХ в., когда загрязнение окружающей среды приобрело широкие и опасные для жизни масштабы, загрязнение и меры по защите от его вредного воздей­ствия стали предметом особого интереса. В сущности загрязнение воздуха, воды, почвы, а также чрезмерное выделение тепла и ра­диоактивное излучение не знают границ и становятся глобальной проблемой современного общества.

С развитием промышленности, особенно с НТР, производительными силами и технологическими про­цессами, которые возникали вместе с этим, виды и количество за­грязнителей окружающей среды постоянно возрастают. Наряду с некоторыми субстанциями, которые существовали раньше, но не были известны как загрязнители, возникли тысячи новых, которые используются в промышленности и сельском хозяйстве или в меди­цине в целях профилактики и лечения болезней. Однако их использо­вание несет с собой определенную опасность, т.е. ведет к загрязнению окружающей среды.

В настоящее время годовое потребление характеризуется следующими показателями: на каждого человека добывают и выращивают ~20 т сырья, перерабатываемого в продукты массой 2 т, которые непосредственно идут на потребление. Для этого затрачивается мощность 2,5 кВт и 800 т воды. Около 90 % сырья идет в отходы, так же как и основная масса воды. В окружающую среду выбрасываются продукты, чуждые природе, радиоактивные вещества, тепло. В процессе переработки сырья возникает множество побочных веществ. Человек синтезирует около 10 млн. веществ, производит в больших масштабах ~50 тыс., в особо крупных масштабах ~5 тыс. наименований. При этом, как уже сказано, в отходы уходит ~90 % сырья. Из 2 т конечного продукта в течение того же года выбрасывается не менее 1 т.

Загрязнение атмосферного воздуха оказывает отрицательное влияние на здоровье людей прямо или косвенно посредством воз­действия на атмосферные и климатические условия, что приводит к нарушению равновесия в экосистемах, т.е. в биосфере. В свою очередь, это может привести и приводит к ухудшению условий, необходимых для жизнедеятельности организмов и для сохранения здоровья человека. По имеющимся данным, в процессе сжигания ископаемого топлива ежегодно выделяется 5 млрд. т углекислого газа, из которого не менее половины остается в атмосфере. По сравнению с доиндустриальным периодом (конец XIX в.), средняя глобальная температура воздуха в конце ХХ в. повысилась на 0,6-0,8 °С, а к 2025 г. это увеличение может достичь 2,2-2,5 °С. Кроме того, в атмосфере возрас­тает количество серы и соединений азота. Согласно некоторым оценкам, сама природа ежегодно выделяет 78-284 млн. т диоксида серы и 20-90 млн. т оксида азота (II). Люди ежегодно производят и выбрасывают в атмосферу 75,1 млн. т серы. Сжигание ископаемого топлива сопровождается ежегодным выбросом приблизительно 20 млн. т азота. Среди источников загрязнения атмосферного воздуха на долю угля приходится 60 %, нефти – 30 % и на долю других газовых выбросов индустриального происхождения – 10%. В 1976 г. ЮНЕП ввела глобальную систему отслеживания состояния окружающей среды (GEMS), согласно которой качество атмосфер­ного воздуха определяется в зависимости от его загрязнения диоксидом серы, взвешенными частицами, оксидом азота (II) и оксидом углерода (II). По этой системе загрязнение городов диоксидом серы и взвешенными частицами оказывается более высоким в развивающихся стра­нах по сравнению с промышленно развитыми странами. Согласно этим критериям определения качества атмосферного воздуха, около половины городского населения во всем мире дышит атмо­сферным воздухом, в котором содержание диоксида серы превы­шает нормативы, установленные ВОЗ.

В нашей стране, по данным наблюдений за 2009 г., наибольший уровень загрязнения воздуха наблюдается в г. Алматы (ИЗА5=12,9). К загрязненным городам (ИЗА5 ≥ 5) отнесено 11 городов, в том числе с высоким уровнем загрязнения воздуха (ИЗА5≥ 7) – 7 городов (Алматы, Шымкент, Усть-Каменогорск, Актобе, Темиртау, Караганда и Тараз). В 10 городах были отмечены средние концентрации диоксида азота в пределах 1,1-2,5 ПДК (наибольшая средняя в г. Усть-Каменогорске и в пос. Глубокое), в 9 городах концентрации взвешенных веществ (пыли) – в пределах 1,1-3,3 ПДК (наибольшая средняя в г. Атырау), в 7 городах концентрации формальдегида – в пределах 1,3-4,3 ПДК (наибольшая средняя в г. Алмате), в 6 городах концентрации фенола – в пределах 1,3-2,7 ПДК (наибольшая средняя в г. Темиртау), в 3 городах концентрации диоксида серы – в пределах 1,5-1,9 ПДК (наибольшая средняя в г. Кызылорде и в г. Усть-Каменогорске).

Загрязнение воды становится все большей экологической про­блемой. Усиливается загрязнение воды как твердыми отходами, так и многими химическими веществами. Еще в 1970-е гг. обращалось внимание на то, что в конце ХХ в. проблема чистой и питьевой воды при своей важности станет самой острой экологической проблемой.

Как используется вода в быту? Современное бытовое потребление воды на человека достигает в городах 220-240 л воды в сутки. Из них на питье и приготовление пищи расходуется всего 5%, на мытье посудыболее 6%, стирка забирает 4%, уборка помещения – 3%, душ и ванна – 34%. Больше всего воды – 43% расходуется через смывной бачок в туалете. Но из-за всевозможных утечек, вызванных неисправностью бытового оборудования, неиспользованными уходят в канализационную сеть или в грунт до 20% воды.

Загрязнение вод хими­ческими веществами приобретает такие масштабы, что многие реки, можно сказать, превращаются в коллекторы сточных вод. Все больше уменьшается количество и ухудшается качество воды, которая обеспечивает условия существования живых организмов и человека. В результате сброса неочищенных промышленных и хозяйственных сточных вод ежегодно в моря попадает 100 тыс. т отходов.

К классу «загрязненных» принадлежит 9 рек, 2 водохранилища, 3 озера: реки – Брекса, Ульба, Глубочанка (Восточно-Казахстанская область), Убаган (Костанайская), Карабалта, Токташ (Жамбылская), Келес, Бадам, Сырдарья (Южно-Казахстанская), озера – Шалкар (Западно-Казахстанская), Улькен Шабакты, Султанкельды (Акмолинская), водохранилища – Кенгирское, (Карагандинская) и Шардаринское (Южно-Казахстанская). К классу «грязных» относятся реки Тихая (Восточно-Казахстанская область), Илек (Актюбинская), и оз. Бийликоль (Жамбылская). Состояние качества воды рек Красноярка (Восточно-Казахстанская область), Кара-Кенгир и Шерубайнура (Карагандинская) оценено как «чрезвычайно грязное». Поверхностные воды реки Иртыш в пределах Павлодарской области характеризуются как «чистые» (2 класс ИЗВ=0,88), а на территории Восточно-Казахстанской области – как «умеренно-загрязненные» (3 класс ИЗВ=1,01). На всем протяжении р. Иртыш превышение ПДК отмечались по железу общему и меди в пределах 1,7-1,8 ПДК.

Загрязнение почвы наступает в результате внесения в нее многочисленных химикатов. Загрязнение почвы ведет к изменению ее химического и мине­рального состава, что отрицательно сказывается на росте растений и животных. Через растения и питьевую воду загрязнители прони­кают в пищевую цепочку и угрожают здоровью людей.

В городе Усть-Каменогорске в различных районах города содержание кадмия в среднем в 2009 г. находилось в пределах 5,0-31,7 ПДК, свинца – 3,6-18,9 ПДК, меди – 4,6-19,8 ПДК, хрома – 0,7-1,8 ПДК, цинка – 3,2-7,4 ПДК. В городе Семей во всех пробах почвы, отобранных в различных районах, в среднем за год содержание кадмия, свинца, меди, хрома и цинка находилось в пределах 0,1 - 1,3 ПДК.

Показатели состояния окружающей среды Республики Казахстан отражены в таблице 1.

Таблица 1 – Ожидаемые результаты от реализации Программы охраны окружающей среды на 2008-2010 годы

Показатели

2007 г.
оценка

Прогноз

2008 г.

2009 г.

2010 г.

Удельный валовый выброс в атмосферу загрязняющих веществ, т/млн. тенге ВВП

0,31

0,28

0,24

0,2

Выбросы углерода, т/млн. тенге ВВП

11,69

11,13

10,56

10,0

Выбросы оксидов серы, т/млн. тенге ВВП

0,32

0,29

0,25

0,21

Выбросы оксидов азота, т/млн. тенге ВВП

0,04

0,036

0,032

0,029

Объем токсичных отходов, размещаемых в окружающей среде, т/млн. тенге ВВП

29,15

27,99

26,82

25,65

Сбросы загрязняющих веществ в водные источники, т/млн. тенге ВВП

0,2

0,19

0,18

0,17

Максимальный индекс загрязнения воды по основным водным объектам, у.е.

2,2

2,05

1,9

1,7

Концентрация растворенного кислорода, средняя по всем станциям мониторинга, мг/л

7,17

7,03

6,9

6,7

Индустриальное органическое загрязнение воды, тонн БПК на куб. км запасов пресной воды

1,59

1,3

1,0

0,79

Средний индекс загрязнения атмосферы в городах, где ведется соответствующее наблюдение, у.е.

8,9

7,95

7,0

6,5

Затраты на охрану окружающей среды, % от ВВП

1,2

1,3

1,5

1,7

Доля использования альтернативных источников энергии к общему объему энергопотребления

0,02

0,024

0,028

0,03

Ожидаемая продолжительность жизни (годы)

65,9

66,9

67,9

68,4