Антропогенні забруднення біосфери

1 — загальносоматичні — призводять до отруєння всього організму (оксиди кар­бону, ціанисті сполуки, свинець, ртуть, арсен та його сполуки).

2 — подразнювальні — призводять до подразнення дихальних шляхів та слизо­вої оболонки (хлор, аміак, сірчистий газ, фторид гідрогену, оксиди нітрогену, озон, ацетон та ін.).

3 — сенсибілізувальні — діють як алергени (розчинники, лаки та ін.).

4 — канцерогенні — призводять до появи ракових пухлин (азбест, радон, оксиди хрому та ін.).

5 — мутагенні — зумовлюють зміну спадкової інформації (свинець, радій, уран та ін.).

До матеріальних належать викиди в атмосферу (газоподібні, рідкі, твер­ді та змішані), стічні води (умовно чисті й брудні) та тверді відходи (нето-ксичні й токсичні). До енергетичних віднесені теплові викиди, шум, вібра­ція, ультразвук, електромагнітні поля, світлове, лазерне, інфрачервоне, ультрафіолетове, йонізуюче та електронне випромінювання. За ознакою взаємодії з навколишнім середовищем забруднення поділяють на стійкі, які не руйнуються впродовж тривалого часу (наприклад, пластмаси), і не­стійкі, які швидко руйнуються під дією природних фізико-хімічних або біохімічних процесів.

Під навмисними забрудненнями розуміють цілеспрямоване знищення лісів, використання родючих земель і пасовиськ під забудову, утворення внаслідок техногенної діяльності людей кар'єрів, шламонакопичувачів, териконів, мулових майданчиків, неправильне використання поверхневих і підземних вод, мінеральних та інших природних ресурсів.

Супутнє забруднення — це поступові зміни біосфери під впливом ан­тропогенної діяльності (спустелювання, потепління в результаті «парни­кового ефекту», руйнування озонового шару, висихання боліт, озер, мо­рів, випадання кислотних дощів тощо).

Антропогенні відходи виникають як у результаті промислової діяльності, так і споживання. Відповідно до цього їх поділяють на відходи виробництва і відходи споживання. Відходами виробництва вважають невикористані за­лишки сировини, матеріалів або напівфабрикатів, що утворилися при виго­товленні продукції і повністю або частково втратили свої споживчі влас­тивості. До них належать також продукти фізико-хімічної чи механічної пере­робки сировини, отримання яких не було метою виробничого процесу і які в подальшому можуть бути використані в господарстві як готова продукція після відповідної обробки або як сировина для подальшого перероблення.

До відходів споживання відносять різні вироби, комплектувальні дета­лі тощо, які з тих чи інших причин не придатні для подальшого викорис­тання. Ці відходи поділяють на промислові та побутові. До перших нале­жать металобрухт, обладнання, що вийшло з ладу, вироби технічного при­значення з гуми, пластмаси, скла тощо. До побутових належать харчові відходи, зношені вироби побутового призначення (одяг, взуття та ін.), різноманітні використані вироби (пакувальні матеріали, скляна та інші види тари), побутові стічні води тощо.

Класифікацію відходів можна здійснювати за такими ознаками: за міс­цем утворення, можливістю переробки, агрегатним станом, токсичністю. За місцем утворення відходи поділяють на промислові, агропромислові та побутові. За можливістю переробки всі відходи можна поділити на вто­ринні матеріальні ресурси, які вже переробляються або переробка яких планується, і на відходи, переробка яких на даному етапі розвитку еконо­міки недоцільна і які становлять безповоротні втрати. За агрегатним ста­ном відходи поділяються на тверді (гравій, пісок тощо), рідкі (розчини, емульсії, суспензії тощо) та газоподібні (гази та їх суміші, водяна пара, парогазова суміш). За токсичністю відходи класифікують залежно від не­безпечності отруєння на чотири класи.

ПРИРОДНЕ ЗАБРУДНЕННЯ БІОСФЕРИ

Ще до цього часу в науковій літературі дискутується питання про вплив глобальних катастроф на розвиток живих організмів у біосфері. Вперше на це вказав французький учений Ж. Кюв'є (XVIII ст.). Багатий фактич­ний матеріал, зібраний вченими, свідчить, що впродовж тривалого життя на Землі відбулися як повільні еволюційні, так і революційні зміни. Останні пояснюють катастрофічними наслідками величезних повеней та інших природних стихій. Так, відомо, що динозаври жили на Землі впродовж майже 150 млн років і становили величезну групу рептилій (травоїдних і хижих). Наприкінці крейдового періоду вони раптово зникли, не залишив­ши по собі нащадків. Це одне з найзагадковіших явищ природи. Вплив екологічних катастроф на великомасштабні зміни розвитку живої приро­ди на Землі нині детально досліджують багато вчених. Ці зміни вони по­яснюють внутрішніми змінами самої Землі, зумовлені її властивостями, та зовнішніми космічними. Проте як земні, так і космічні зміни тісно по­в'язані між собою, і можна розглядати тільки їх спільний вплив.

На біосферу Землі значний вплив має насамперед сонячна активність. Про цей вплив уперше зазначив російський вчений О. Л. Чижевський. Чис­ленні неспростовні дані свідчать про те, що багато явищ на Землі і в біо­сфері тісно пов'язані з активністю Сонця. Так, різке збільшення чисель­ності окремих видів і популяцій («хвилі життя») — це результат зміни со­нячної активності. Існує думка, що сонячна активність впливає й на деякі геологічні процеси (катастрофи, катаклізми), а також на соціальну актив­ність людського суспільства. Зокрема, серію аномальних явищ, які мали

ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАБРУДНИКІВ

Схарактеризуємо найпоширеніші забруднювальні речовини.

Оксид карбону (И) СО, або чадний газ, — не має кольору та запаху і є одним з найпоширеніших забрудників повітря. Він утворюється при не­повному згорянні палива за реакцією: 2С + Ог —» 2СО. За концентрації в повітрі більш як 1 % він негативно впливає на рослини, тварин і людину, понад 4 %—спричинює смерть. Токсичність чадного газу полягає в тому, що, потрапляючи в кров, він позбавляє еритроцити (червоні кров'яні тіль­ця) здатності транспортувати кисень, настає кисневе голодування, заду­ха, запаморочення і навіть смерть. Він спричинює розлад серцево-судин­ної системи, а також сприяє розвитку атеросклерозу.

Оксиди нітрогену NO._X (N2O, NO, N2O3, NO2, N2O5) для людини значно небезпечніші, ніж оксид карбону (II). Вони утворюються внаслідок недо­сконалої технології спалювання палива та в процесі виплавлення мета­лів. Тому їх багато в районах ТЕС, котелень, металургійних і хімічних заводів. У повітря викидаються переважно підприємствами, що виробля­ють нітратну кислоту, целулоїд, анілінові фарби та віскозний шовк. Спо­лучаючись з водою в дихальних шляхах, вони утворюють нітратну й ні-тритну кислоти, які спричинюють сильні подразнення слизових оболо­нок ітяжкі захворювання. Вони поглинаються листям рослин, які втрача­ють після цього кормові якості і хворіють.

Токсичні вуглеводні (парафіни, нафтени, ароматичні вуглеводні, бенз­пірен та ін.) — пара неповного згоряння палива, що викидається з двигу- нів внутрішнього згоряння. Надзвичайно шкідливими є ненасичені (олефі-нові) вуглеводні, що становлять 35 % загальної кількості вуглеводневих викидів. Нині вчені встановили наявність у вихлопних автомобільних га­зах понад 200 сполук, найшкідливішими серед яких є бензпірен, оксиди ні­трогену, альдегіди, сполуки плюмбуму й меркурію. Вуглеводневі сполуки спричинюють утворення смогу — фотохімічного туману у великих містах (Лондон, Токіо, Мехіко, Мілан, Нью-Йорк та ін.). Це явище загрожує і на­шим індустріальним містам з великими обсягами автотранспорту (Київ, Дніпропетровськ, Донецьк, Харків, Одеса, Сімферополь, Запоріжжя та ін.). Сприятливими умовами виникнення смогу є літні сонячні безвітряні дні.

Сірчаний ангідрид SO3 утворюється внаслідок окиснення сірчистого ан­гідриду в атмосфері під час фотохімічних і каталітичних реакцій і є аеро­золем або розчином сульфатної кислоти в дощовій воді. Сульфатна кислота підкиснює ґрунти, посилює корозію металів, руйнування гуми, мармуру, вапняків, доломітів. Вона загострює захворювання легеневої системи та дихальних шляхів людини й тварин. Сірчаний ангідрид поширений у райо­нах хімічної, нафтохімічної та металургійної промисловості, ТЕС, котелень, коксохімічних і цементних заводів. Сірчаний ангідрид дуже шкідливий і для рослин, оскільки легко ними засвоюється і порушує їх життєдіяльність.

Сірчистий ангідрид SO2, або сірчаний газ, виділяється під час згоряння палива з домішками сірки (вугілля, нафти, природного газу), переробки сірчаних руд, горіння териконів, виплавлення кольорових металів. За ви­соких його концентрацій у рослинах швидко зникає хлорофіл, клітини розриваються і спостерігається некроз тканин, які набувають коричнево­го кольору. Найчутливіші види рослин, такі як люцерна, соя та ячмінь, виявляють симптоми пошкодження вже за концентрацій сірчистого ангі­дриду порядку 0,3—0,5 млн-¹ при тривалості дії не менш як 2—3 год. У разі інтенсивнішого впливу сірчаного газу може спостерігатися майже повний некроз молодих голок хвойних дерев, їх повне обпадання. Оксид сульфу-ру (IV) та інші його сполуки подразнюють слизову оболонку очей і ди­хальних шляхів. Тривала дія малих концентрацій цього газу призводить до виникнення хронічного гастриту, гепатопатії, бронхіту, ларингіту та інших хвороб. Є відомості про зв'язок між вмістом сірчаного газу в пові­трі та рівнем смертності від раку легенів.

Гідрогенсульфід H2S і карбондисульфід CS2 викидаються в повітря окре­мо або разом з іншими сульфуровмісними сполуками підприємствами, що виготовляють штучне волокно, цукор, а також нафтопереробними й кок­сохімічними заводами. Характерною ознакою цих забрудників є різкий, неприємний, подразливий запах і висока токсичність (вони в 100 разів токсичніші за сірчаний газ). В атмосфері гідрогенсульфід повільно окис-нюється до сірчаного ангідриду:

H₂S + 2O₂ = SO₃ +H2O.

Гідрогенсульфід утворюється в природі в результаті діяльності вулканів та сульфатредукуючих бактерій. Дія останніх спостерігається в місцях з не- стачею кисню — донні відклади річок, боліт, озер і морів, у портах і райо­нах стоку забруднених вод із суші, в каналізаційних мережах міст. Сульфат-редукуючі бактерії відщеплюють кисень від молекул сульфатної кислоти та її сполук, що містяться в стоках та застійних водах, і виділяють гідрогенсуль­фід. Якщо останній утворює чорні сульфідні сполуки, то він не шкідливий. Вільний гідрогенсульфід дуже небезпечний. Він має різкий запах тухлих яєць і густину 1,19 г/дм³, добре розчиняється у воді. Цей газ легко поглинається слизовими оболонками очей, носа, дихальних шляхів. У значних кількостях він дуже подразнює ці органи, роз'їдає їх, призводить до запалення трахеї, бронхів, легенів і навіть до смерті. Внаслідок тривалої дії незначних концен­трацій гідрогенсульфіду виникають подразнення шкіри, сип, фурункули. Одне-два вдихання газу високих концентрацій викликає параліч органів дихання та смерть. Карбондисульфід впливає на нервову систему, виклика­ючи явище гострої інтоксикації, а також розвиток атеросклерозу.

Сполуки хлору поширюються в повітрі навколо хімічних заводів, що виробляють хлоридну кислоту, пестициди, цемент, суперфосфат, оцет, гідролізний спирт, хлорне вапно, соду тощо. У великих кількостях вони дуже шкідливі для рослин, тварин і людини. В атмосфері ці сполуки пере­бувають у вигляді молекулярного хлору та хлориду гідрогену; 84 % сумар­ної кількості сполук хлору в атмосфері сконцентровано в районах, де силь­но розвинена промисловість. Вільний хлор та його сполуки діють на орга­ни нюху, світлову чутливість очей, порушують ритм дихання.

Сполуки флуору характерні для районів, де діють підприємства, що виробляють алюміній, емаль, скло, кераміку, фарфор, сталь, фосфорні добрива. В повітрі вони містяться у вигляді газоподібних HF або пилува­тих часточок флюориту. Сполуки флуору надзвичайно токсичні. До ньо­го дуже чутливі комахи· Надлишки фтору (накопичуються в рослинах, а через рослинний корм — в організмі тварин) призводять до швидкого псу­вання зубів, кісток, зниження діяльності молочних залоз, некрозу нирок, ушкодження кишок. Сполуки флуору викликають різке подразнення шкі­ри і слизових оболонок. Тривала їх дія може призвести до носових крово­теч, нежиті, кашлю, пневмосклеротичних змін у легенях.

Великої шкоди навколишньому природному середовищу завдають важкі метали — мідь, нікель, свинець, кадмій, ртуть та ін. Свинець може міститися в ґрунтах, воді й повітрі. У великих містах у дощових водах і снігу вміст свинцю сягає 250—350 мкг/л. Головним джерелом його надхо­дження в природне середовище є автотранспорт. Свинець у вигляді аеро­зольних часточок викидається з вихлопними газами, які утворюються в двигунах внутрішнього згоряння при використанні етильованого бензи­ну. В складі останнього як антидетонатор використовують тетраетилсви-нець. Сполуки плюмбуму, які дуже шкодять здоров'ю людини, містяться також у свинцевих фарбах, свинцевих покриттях водогінних труб, різних прокладках, ізоляціях електрокабелів тощо.

Наявність незначної кількості свинцю в організмі призводить до тяж­ких захворювань, зниження інтелектуального розвитку, перезбудження, розвитку агресивності, неуважності, глухоти, безпліддя, затримки росту, порушень вестибулярного апарату тощо. Навіть незначні домішки свин­цю в повітрі, воді чи їжі шкодять нервовій та кровоносній системам дітей. У промислово розвинених країнах (Японії, США, Англії, Франції, Шве­ції та Німеччині) було прийнято рішення і припинено виробництво ети­льованого бензину та свинцевих фарб. Таке саме рішення прийняла неза­лежна Україна.

У середньому в організмі людини міститься 120 мкг свинцю, розподі­леного у всіх органах, тканинах і кістках. З м'яких тканин свинець посту­пово виводиться, а з кісток скелета —■ дуже повільно (десятки років). Ор­ганічні сполуки плюмбуму надходять в організм людини через шкіру, сли­зові оболонки, з водою та їжею, а неорганічні — переважно через дихаль­ні шляхи. Нині мешканець великого міста щодня вдихає з повітрям та поглинає з їжею до 45 мкг свинцю, з яких в його організмі затримується до 16 мкг. Цей свинець проникає в кров і розподіляється в кістках (90 %), печінці та нирках. Іноді загальна його кількість в організмі досягає 0,5 г і більше, що значно перевищує ГДК в крові (50—100 мкг/100 мл).

Людина є однією з останніх ланок ланцюга живлення. А в межах цьо­го ланцюга концентрація свинцю від ланки до ланки зростає: у донних водоростях, які поглинають свинець із забруднених вод, його концентра­ція підвищується в 700 разів, у фітопланктоні — в 4000, у зоопланктоні — в 3000, у молюсках — у 4000 разів.

Кадмій є досить отруйною речовиною, незначні концентрації якої при­зводять до серйозних захворювань нервової системи, кісткових тканин, а тривала дія— навіть до смерті. Його ГДК становить 0,001 мг/л. Тяжке кісткове захворювання, відоме в Японії як «ітай-ітай», спричинене хроніч­ним отруєнням кадмієм, що містився в рисі. Рис накопичував цю речови­ну внаслідок забруднення відходами гірничодобувної промисловості, роз­міщеної поблизу полів. У цих районах щодня в організм потрапляло до 600 мкг кадмію. В США нині в організм дорослої людини потрапляє за добу 50—60 мкг кадмію, в Швеції — 15—20, у Японії — до 80 мкг. Основ­на маса кадмію виводиться з організму досить швидко, адсорбується лише близько 2 мкг за добу.

Виявлено, що в природне середовище кадмій надходить переважно в результаті антропогенної діяльності — під час видобутку та переробки деяких металоносних корисних копалин, згоряння деяких видів палива, спалювання побутових відходів на звалищах, а також з промисловими стічними водами. Потрапляючи в ріки, кадмій далі виноситься в море, де накопичується в морських рослинах, планктоні, кістках риб. До речі, мор­ські фосфорити, як і добрива, які з них виготовляють, містять підвищену кількість кадмію, а це призводить до його накопичення в ґрунтах.

Ртуть — дуже отруйна речовина. Особливо токсичними є органічні сполуки меркурію: метилмеркурій, етилмеркурій тощо. Потрапляючи в організм, вона циркулює з кров'ю і, з'єднуючись з білками, частково від­кладається в печінці, селезінці та тканинах мозку. Особливо небезпечні сполуки меркурію для немовлят. Характерні ознаки ртутного отруєння — поява на краях ясен синьо-чорної смуги, зниження працездатності, пога­ний сон, послаблення нюху, головний біль, тремтіння пальців. Ртуть, що потрапила в організм внаслідок разового отруєння, виводиться сечогін­ними засобами дуже повільно — впродовж трьох-чотирьох місяців.

Вплив пилу, що викидається в атмосферу, на організм людини пов'яза­ний з його дисперсністю. Дрібні часточки проникають у дихальні шляхи і подразнюють слизові оболонки. Тривала дія дуже дрібного пилу може призвести до закупорювання пор і зниження потовиділення. У людей, які постійно мешкають в умовах запиленої місцевості, спостерігаються фіб­розні зміни в легенях. Пил, що містить отруйні речовини (арсен, ртуть, свинець), призводить до отруєння. Азбестовий пил здатний спричинюва­ти фіброз легенів. Крім того, він посилює шкідливу дію оксиду сульфуру (IV). Деякі метали віднесено до речовин, що зумовлюють ракові захво­рювання, зокрема арсен і хром. Отруєння селеном зазвичай закінчується смертю.

Вуглеводні подразнюють дихальні шляхи, з'являється нудота, запамо­рочення, сонливість, розлад дихання й кровообігу. Деякі вуглеводні є кан­церогенами.

Дуже небезпечними для здоров'я людини є радіонукліди. Постійна дія радіоактивних речовин навіть у малих дозах порушує нервову діяльність, функції статевих залоз, травного каналу, органів дихання, викликає роз­лад у роботі надниркових залоз, гіпофіза й щитоподібної залози, змінює склад крові і порушує діяльність серцево-судинної системи, а в деяких випадках виникає і канцерогенний ефект.

Дата добавления: 2013-12-13