Концентрація деяких газоподібних речовин в атмосфері в доіндустріальну та сучасну епоху

Речовини	Концентрація в частинах на мільйон
Доіндустріальна епоха	Сучасність
Вуглекислий газ Метан Окиси азоту Тропосферний озон Хлорфторвуглеводні	0,7 0,228 0,015	1,7 0,310 0,035 0,00028

Сірчаний газ S0₂ утворюється як побічний продукт при металургійному виробництві та спалюванні кам'яного вугілля або нафти, що вміщують домішки сірки. Об'єми викидів сірчаного газу залишаються великими в промислово розвинутих країнах,де введений жорсткий державний контроль та економічні санкції на наднормативні викиди окисів сірки. У країнах, що розвиваються, промислові підприємства обладнані установками, що вловлюють такі окиси.

В утворенні окисів азоту велику роль відіграють теплові електростанції. На їхню долю припадає більше 50% викидів цих окисів.

Сумарних викиди вуглекислого газу збільшує також автотранспорт (47%). Навіть така невелика країна, як Японія, створює викиди вуглекислого газу завдяки автомобілям 4077x10³ тонн/рік. На другому місці за розмірами викидів антропогенного вуглекислого газу знаходиться паливне енергоустаткування. У цілому розвинуті країни викидають 54% антропогенного вуглекислого газу, а країни, що розвиваються, — 46%. У сукупності антропогенні викиди вуглекислого газу призвели до того, що за останні 100 років його кількість в атмосфері зросла на 20%, а за іншими оцінками навіть на 30%. Так або інакше, на початку минулого століття вміст вуглекислого газу в атмосфері складав 0,03% за об'ємом, а зараз він становить 0,035%.

Викидається в атмосферу й метан. За даними Дж.Голдена, за останні 100 років його кількість в атмосфері збільшилася у 100 разів.

Стала зростати кількість в повітрі тропосферного озону (0₃). Його утворення пов'язане з роботою транспортних засобів, а також зі спалюванням нафтопродуктів та природного газу. На відміну від стратосферного озону, що формує озоновий екран планеті, тропосферний озон відіграє негативну роль. Це сильний фотоокислювач. Однак в Європі його концентрація в атмосфері щорічно збільшується на 1%. Максимум озону спостерігається в денні години. Вже при концентрації 360 — 400 мг/м³ тропосферний озон сильно подразнює слизові оболонки, а на території Німеччини в останні роки реєструвалася його концентрація до 600 та більше мг/м³.

У цілому, за рахунок промислових та сільськогосподарських викидів газовий склад атмосфери на початку ХХI століття почав якісно змінюватися. У ній у все у більшій кількості почали накопичуватися небажані речовини. Під загрозою опинився і кисень атмосфери — його кількість знижується. За підрахунками вчених, до 2050 року тільки на спалювання палива будевитрачатися 57 млрд. тонн кисню, що складає 13% його об'єму, що продукують зелені рослини.

Зміна хімічного складу повітря несприятливо впливає на більшість біосферних процесів. Забруднення повітря токсичними хімічними речовинами навіть при малій їхній концентрації веде до зниження неспецифічної стійкості організму та сприяє розвитку багатьох захворювань людини, несприятливо впливає на стан тварин та рослин.

б) Забруднення та деградація ґрунту

За час розвитку людської цивілізації площі ґрунтів, придатних для землеробства, постійно скорочувалися. Це відбувалося в результаті відведення земель під міське та сільське будівництво, транспортні комунікації, ложа водосховищ та на інші потреби. Забруднення ґрунтів полягає в тому, що до них надходять нові, нехарактерні для них речовини, або поселяються та розмножуються в них нові мікроорганізми.

У другій половині XX століття в результаті забруднення стала характерна масова деградація ґрунтів з втратою їхньої основної властивості — родючості. Факторів деградації ґрунтів дуже багато. Головні з них такі:

а) неправильне землекористування, що призводить до втрати родючого шару ґрунту під час ерозії;

б) знищення екосистеми, в межах яких формувався даний тип ґрунту;

в) забруднення промисловими, сільськогосподарськими та побутовими відходами;

г) зміни кліматичних факторів і, в першу чергу, гідрологічних умов.

Залежно від регіону та умов господарювання на перший план у деградації ґрунтового покриву може виступати будь-який із цих факторів.

Для ґрунтів є небезпечним накопичення в них металів. За своїм походженням важкі метали в ґрунті поділяються на три групи:

а) літогенні, що є в складі гірських порід;

б) педогенні, що пов'язані з ґрунтом;

в) антропогенні, які вносяться в ґрунт у результаті діяльності людини. Найбільшу небезпеку становить остання група.

Найбільш токсичними для ґрунту (1 клас небезпечності) є свинець, ртуть, уран, торій, кадмій, берилій, хром, нікель та кобальт. Токсичні також германій, олово, вольфрам, молібден, літій, вісмут, марганець, мідь, миш'як, селен, алюміній. Більшість цих речовин концентрується в трофічних ланцюгах. Хоча самі по собі важкі метали не є ксенобіотиками, але в підвищених концентраціях вони призводять до біологічної шкоди всім живим організмам. Наприклад, при концентраціях алюмінію, основними джерелами яких є посуд, чай та аспірин, більше ніж 10 мг/л, розвивається хвороба Альцгеймера. Чотиривалентний хром, що утворюється як відходи гальванічних виробництв, дуже шкідливо впливає на нирки та легені. Кадмій пошкоджує печінку, веде до розвитку гіпертонії, а в підвищеній концентрації має канцерогенну дію. Антропогенна трансформація ґрунтів набула такого поширення, що Л.В.Єтеревська (1989) вважала доцільним виділяти особливу категорію ґрунтів — техноземи.

Сильно забруднюють ґрунти пестициди та залишкова кількість мінеральних добрив. Аварії на АЕС та випробування ядерної зброї супроводжуються забрудненням ґрунту радіонуклідами. Видобування, переробка та використання нафтопродуктів веде до забруднення ґрунту залишковою кількістю сирої нафти, бензинів, мастильних матеріалів.

В останні десятиліття серед різних видів хімічного забруднення на перше місце вийшло надходження до навколишнього середовища діоксинів. Під назвою «діоксин» виступає більше 15 поліхлорованих похідних дибензодіоксину та фуранів, що утворюються при відбілюванні целюлози та спалюванні побутових відходів та характеризуються високою токсичністю. Діоксин отруйний для усіх аеробних організмів. Він важко розкладається в природних умовах. Діоксин входив до складу так званого «оранжевого агенту», який США використовували як дефоліант в період війни у В'єтнамі. У результаті у місцевого населення та у солдатів США — ветеранів цієї війни до сих пір реєструється підвищена частота ракових захворювань.

У сільськогосподарських районах велика кількість ґрунтів втрачається в силу активних ерозійних процесів. У Великобританії середні втрати ґрунтів від ерозії оцінюються від 2,2 до 12,2 тонн/га у рік. У ряді регіонів деградація ґрунту пов'язана з неправильно проведеною меліорацією: ґрунт або висушується (при осушенні боліт), або перезволожується (в районах дії зрошувальних систем). Нерідко зрошування веде до вторинного засолення ґрунтів.

Стан «здоров'я» ґрунтів контролюється в наш час погано. Серед величезної кількості ксенобіотиків, що надходять до ґрунту, реєструються тільки декілька десятків. Продукти їх перетворення, часто більш токсичні, ніж сама початкова речовина, взагалі ніяк не враховуються. Темпи втрат ґрунтової родючості та самих ґрунтів стали такими високими, що відомі ґрунтознавці ставлять питання про підготовку «Червоної книги ґрунтів»,до якої повинні бути занесені типи ґрунтів, яким загрожує повне знищення. Червона книга ґрунтів може бути основою для ведення моніторингу стану ґрунтів та для збереження еталонів природних типів ґрунтів.

в) Забруднення Світового океану та континентальних вод

Забруднення акваторії Світового океану та континентальних водойм здійснюється через три основних джерела:

а) стічні води промисловості;

б) стоки сільськогосподарських виробництв;

в) стоки населених пунктів.

Розрізняють первинне та вторинне забруднення водойм. Первинне пов'язане з надходженням до акваторії відходів господарської діяльності людини. Вторинним називають забруднення, що розвивається внаслідок біохімічних порушень в життєдіяльності живих організмів морів та прісних вод та веде до втрати природних зв'язків між організмами з різними типами живлення.

Найбільш небезпечне хімічне забруднення водойм різноманітними токсичними речовинами. Воно настільки велике, що водойми перетворюються в «стічну канаву цивілізації». Хімічні забруднювачі, концентруючись в ланцюгах живлення, не тільки безпосередньо знищують живі організми, вони вкрай несприятливо діють опосередковано: вода втрачає прозорість, в ній падає вміст кисню.

Загальний об'єм стічних вод в світі, з яких 95% не очищені або недостатньо очищені, складають 1870 км³/рік. У Північній Америці він дорівнює 440 км³/рік, а в Європі - 308 км³/рік, в Китаї - 36,8 км³/рік.

Максимальне забруднення мають ділянки узбережжя водойм до глибини у 100м. Особливо небезпечним є забруднення внутрішніх морів. До Азовського та Чорного морів зі стоками надходить велика кількість хлору, натрію, калію та інших речовин. Йде змив з полів залишкової кількості пестицидів. Підраховано, що вКаркінітській затоці України втрати рибних ресурсів, пов'язані з забрудненням води, у десятки разів перевищили економічний ефект від зрошення та хімічних препаратів захисту рослин.

Велика кількість забруднювачів утримується в воді дуже довго, ще довше проходить їхня циркуляція в ланцюгах живлення. Відомо, що виробництво та використання ДДТ припинено приблизно 25 років тому, але його продовжують знаходити в Світовому океані навіть на глибині до 2500м. У ланцюгах живлення водних організмів циркулюють досить різноманітні токсичні речовини. За підрахунками вчених пестициди, що потрапляють до океанів із континентальними стоками, отруюють живі організми за рахунок ефекту їхньої концентрації в ланцюгах живлення. Якщо взяти вміст пестицидів у морській воді за одиницю на літр, то у планктоні вміст пестицидів складає вже 70 одиниць на 1 літр, у тканинах риби — 25 тисяч одиниць на кг, а в тканинах та у жирі дельфінів та хижих морських риб — 800 тисяч одиниць на кг.

Негативною дією характеризуються і біологічно корисні речовини, якщо їхня кількість у воді перевищує певний рівень. Зокрема ріст концентрації біогенних елементів (особливо фосфору в концентрації більш ніж 0,07 мг/л) у водоймах веде до евтрофікації — посиленому розвитку рослинності водойм («цвітіння води») без паралельного росту чисельності гетеротрофів. Внаслідок дефіциту кисню евтрофікація завершується гнилісними процесами та втратою чистої води. Головною причиною «цвітіння води» є посилений стік до водойм залишкової кількості азотних та фосфорних добрив, а також залишкової кількості миючих засобів (детергентів), що застосовуються в побуті та вміщують фосфор.

Серйозну небезпеку для водойм усіх видів має зростаюче забруднення поверхнево-активними речовинами (ПАР), що використовуються як миючі засоби, їхнє світове виробництво досягло 2,8 х 10⁶ тонн у рік. За хімічним складом ПАР підрозділяються на три види: катіонні, аніонні та ті, що не вміщують іонів. Найбільш поширені аніонні миючі засоби. Вони утворюють плівки на поверхні води, що стійкі до біоруйнування. Вода, забруднена ПАР, чинить пригнічуючу дію на всі живі організми.

Серйозною проблемою, що призводить до виникнення епідемічних захворювань, є забруднення водойм зар хвороботворними мікроорганізмами. За даними ВООЗ, у світі щорічно вмирає більш ніж 6 млн. дітей через забруднення питної води. В.І.Бондаренко та В.І.Задорожня (1991) протягом останніх 25 років проводили обліки забруднення води у водоймах України ентеровірусами. Виявилося, що стічні води м. Києва після очистки у 13 — 23% випадків мали в собі ентеровіруси. У водопровідній воді їх знаходили в 16,9% випадків, у річковій воді в межах великих міст України в 22,8% випадків і навіть хлорована вода закритих дитячих басейнів у 8,9% випадків мала ентеровіруси. Вони були знайдені в 8,1% випадків на поверхні плодів та овочів, що надходять у продаж. Нерідко в питній воді виявляється кишкова паличка, велика кількість штамів якої стійкі до антибіотиків і є причиною літніх вибухів кишкових інфекцій. Це вказує на низьку якість очистки питної води, неефективне хлорування та зростаюче забруднення природних водойм.

Особливим видом забруднення акваторії є засмічення твердими відходами, які звичайно називають «обломками». Це різні предмети (або їхні залишки) з пластику, скла, картону, дерева та інших матеріалів. Особливо небезпечні пластикові обломки, оскільки вони не розкладаються дуже довгий час. Розміри засмічення Світового океану зростає катастрофічними темпами. Засмічення приносить великі збитки водяній флорі та фауні.

Велика кількість плаваючого сміття в кінцевому результаті потрапляє до берегів та пляжів. П.Шевальє та Д.Джонсон (1994), провівши обстеження 20 пляжів на Атлантичному узбережжі США, встановили, що на кожні 10 кв. км пляжу припадає від 0,5 до 1,5кг обломків пластику.

Забруднюється Світовий океан також при розливі нафти, що має місце при аваріях танкерів та при стоці нафти з прибережних територій у воду. В останні роки до Світового океану щорічно скидається від 2,4 до 6 млн. тонн сирої нафти. Приблизно 36% приходиться на берегові стоки нафтодобувних та нафтопереробних підприємств, 33% - на стік з морських нафтових свердловин та промивка танкерів і 5% — на аварії танкерів.

Для України особливо важливим є стан Чорного моря, яке є майже повністю «закритою» водоймою і тому особливо чутливою до забруднення. У 2000 році до Чорного моря надійшло 5 млрд. м³ стічних вод. Скидання на узбережжя дренажних вод з поливних площ в районі Скадовська призвели до замулювання пляжів. За останні десятиліття надходження до Чорного моря з території України, Росії, Грузії та Туреччини солей важких металів, пестицидів, залишкової кількості добрив, миючих речовин настільки великі, що чітко реєструється збіднення іхтіофауни, зменшення вилову риби, а виловлена риба все частіше стає непридатною для вживання у їжу.

Особливістю Чорного моря є наявність глибоководної сірководневої зони, в якій можливе життя тільки анаеробних організмів. В останні роки виникла загроза «сірководневого вибуху» — підняття рівня сірководню до самого виходу його на поверхню. Вже в наш час верхня межа сірководневої зони в центрі моря піднялася до позначки 100м, а у берегів — 300м. Цей процес пов'язаний з викидами в прибережні води великої кількості неокислених побутових відходів на нафти.

У цілому, забруднення водойм всіх типів стало таким сильним, що у багатьох з них можливості до самоочищення вичерпалися, почався процес необоротної деградації. Конвенцій про захист океанів, морів та прісних вод прийнято багато, але ефект від них поки що малий. Хоча в цілому Світовий океан ще здоровий, цього не можна сказати про внутрішні моря та прибережні зони.

Дата добавления: 2014-11-09