В результате антропогенного воздействия на атмосферу возможны следующие негативные последствия:
– превышение ПДК многих токсичных веществ (СО, NO2, SO2, СnНm, бенз(а) пирена, свинца, бензола и др.) в городах и населенных пунктах;
– образование смога при интенсивных выбросах NOx, СnНm;
– выпадение кислотных дождей при интенсивных выбросах SOx, NOx;
– появление парникового эффекта при повышенном содержании СО2, NOx, Оз, СН4, Н2О и пыли в атмосфере, что способствует повышению средней температуры Земли;
– разрушение озонового слоя при поступлении NOx и соединений хлора в него, что создает опасность УФ-облучения.
Загрязнение гидросферы. Потребление воды [2.2] в РФ в 1996 г. достигло 73,2 км3, в том числе на нужды,%:
– производственные–53,1;
– хозяйственно-питьевые–19,1;
– орошение –14,3,
– сельскохозяйственное водоснабжение –4,3;
– прочие –9.
При использовании воду, как правило, загрязняют, а затем сбрасывают в водоемы. Внутренние водоемы загрязняются сточными водами различных отраслей промышленности (металлургической, нефтеперерабатывающей, химической и др.), сельского и жилищно-коммунального хозяйства, а также поверхностными стоками. Основными источниками загрязнений являются промышленность и сельское хозяйство.
Загрязнители делятся на биологические (органические микроорганизмы), вызывающие брожение воды; химические, изменяющие химический состав воды; физические, изменяющие ее прозрачность (мутность), температуру и другие показатели.
Биологические загрязнения попадают в водоемы с бытовыми и промышленными стоками, в основном предприятий пищевой, медико-биологической, целлюлозно-бумажной промышленности. Например, целлюлозно-бумажный комбинат загрязняет воду так же, как город с населением 0,5 млн чел.
Биологические загрязнения оценивают биохимическим потреблением кислорода –БПК. БПК5 –это количество кислорода, потребляемое за 5 сут микроорганизмами –деструкторами для полной минерализации органических веществ, содержащихся в 1 л воды. Нормативное значение БПК5 = 5 мг/л. Реальные загрязнения сточных вод таковы, что требуют значений БПК на порядок больше.
Химические загрязнения поступают в водоемы с промышленными, поверхностными и бытовыми стоками. К ним относятся: нефтепродукты, тяжелые металлы и их соединения, минеральные удобрения, пестициды, моющие средства. Наиболее опасны свинец, ртуть, кадмий. Поступление тяжелых металлов (т/год) в Мировой океан следующее:
| Сток с суши | Атмосферный перенос | |
| Свинец Ртуть Кадмий | (1–20) ·105 (5-8) ·103 (1–20) ·103 | (2–20) ·105 (2–3) ·103 (5-40) ·102 |
Физические загрязнения поступают в водоемы с промышленными стоками, при сбросах из выработок шахт, карьеров, при смывах с территорий промышленных зон, городов, транспортных магистралей, за счет осаждения атмосферной пыли. Всего в 1996 г в водоемы страны сброшено 58,9 км3 сточных вод, из них 22,4 км3 загрязненных.
Содержание некоторых загрязняющих веществ (тыс. т) в сточных водах показано ниже:
| 1992 г. | 1996 г. | |
| Соединения меди | 0,9 | 0,2 |
| Соединения железа | 51,2 | 19,7 |
| Соединения цинка | 1,6 | 0,8 |
| Нефтепродукты | 34,9 | 9,3 |
| Взвешенные вещества | 1090 | 618,6 |
| Соединения фосфора | 60 | 32.4 |
| Фенолы | 0,22 | 0,08 |
В результате антропогенной деятельности многие водоемы мира и нашей страны крайне загрязнены. Уровень загрязненности воды по отдельным ингредиентам превышает 30 ПДК. Наиболее высокий уровень загрязненности воды наблюдается в бассейнах рек: Днестр, Печора, Обь, Енисей, Амур, Северная Двина, Волга, Урал. Антропогенное воздействие на гидросферу приводит к следующим негативным последствиям:
– снижаются запасы питьевой воды (около 40% контролируемых водоемов имеют загрязнения, превышающие 10 ПДК);
– изменяется состояние и развитие фауны и флоры водоемов;
– нарушается круговорот многих веществ в биосфере;
– снижается биомасса планеты и как следствие воспроизводство кислорода.
Опасны не только первичные загрязнения поверхностных вод, но и вторичные, образовавшиеся в результате химических реакций веществ в водной среде. Так, при одновременном попадании весной 1990 г. в р. Белая фенолов и хлоридов образовались диоксины, содержание которых в 147 тыс. раз превысило допустимые значения.
Большую опасность загрязненные сточные воды представляют в тех случаях, когда структура грунта не исключает их попадание в зону залегания грунтовых вод. В ряде случаев до 30...40% тяжелых металлов из почвы поступает в грунтовые воды.
Загрязнение земель. Нарушение верхних слоев земной коры происходит при: добыче полезных ископаемых и их обогащении; захоронении бытовых и промышленных отходов; проведении военных учений и испытаний и т.п. Почвенный покров существенно загрязняется осадками в зонах рассеивания различных выбросов в атмосфере, пахотные земли – при внесении удобрений и применении пестицидов.
Ежегодно из недр страны извлекается огромное количество горной массы, вовлекается в оборот около трети, используется в производстве около 7% объема добычи. Большая часть отходов не используется и скапливается в отвалах.
По данным Госкомстата, в 1990 г.10 тыс. промышленных предприятий образовали 302 млн. т отходов, из них 80% отходы черной и цветной металлургии. Большая часть отходов шла на переработку, но около 9 млн. т вывозили в места неорганизованного складирования и на городские свалки.
Существенно загрязнение земель в результате седиментации токсичных веществ из атмосферы. Наибольшую опасность представляют предприятия цветной и черной металлургии. Зоны загрязнений их выбросами имеют радиусы около 20–50 км, а превышение ПДК достигает 100 раз. К основным загрязнителям относятся никель, свинец, бенз(а) пирен, ртуть и др.
Опасны выбросы мусоросжигающих заводов, содержащие тетра-этилсвинец, ртуть, диоксины, бенз(а) пирен и т.п. Выбросы ТЭС содержат бенз(а) пирен, соединения ванадия, радионуклиды, кислоты и другие токсичные вещества. Зоны загрязнения почвы около трубы имеют радиусы 5 км и более.
В табл.2.6. приведены основные источники и наиболее распространенные группы веществ химического загрязнения почвы.
Таблица 2.6. Источники и вещества, загрязняющие почву
| Вещества | Источники загрязнения почвы | ||||
| промышленность | транспорт | ТЭС | АЭС | сельское хозяйство | |
| Тяжелые металлы и их соединения (Hg, Pb, Cd и др.) | + | + | + | – | + |
| Циклические углеводороды, бенз(а) пирен | + | + | + | – | + |
| Радиоактивные вещества | + | – | + | + | – |
| Нитраты, нитриты, фосфаты, пестициды | – | – | – | – | + |
Интенсивно загрязняются пахотные земли при внесении удобрений и использовании пестицидов. В последние годы многие страны стремились к сокращению применения пестицидов. Так, в США их использование с 1976 по 1993 г. сократилось на 60%, в России со 150 тыс. т в 1980 г. до 43,7 тыс. т в 1993 г., однако в 1987 г. около 30% продуктов питания в РФ содержали концентрацию пестицидов, опасную для здоровья человека.
Внесение удобрений компенсирует изъятие растениями из почвы азота, фосфора, калия и других веществ. Однако вместе с удобрениями, содержащими эти вещества, в почву вносятся тяжелые металлы и их соединения, которые содержатся в удобрениях как примеси. К ним относятся: кадмий, медь, никель, свинец, хром и др. Выведение этих примесей из удобрений –трудоемкий и дорогой процесс. Особую опасность представляет использование в качестве удобрений осадков промышленных сточных вод, как правило, насыщенных отходами гальванического и других производств.
Антропогенное воздействие на земную кору сопровождается:
– отторжением пахотных земель или уменьшением их плодородия; по данным ООН, ежегодно выводится из строя около 6 млн. га плодородных земель;
– чрезмерным насыщением токсичными веществами растений, что неизбежно приводит к загрязнению продуктов питания растительного и животного происхождения; в настоящее время до 70% токсичного воздействия на человека приходится на пищевые продукты;
– нарушением биоценозов вследствие гибели насекомых, птиц, животных, некоторых видов растений;
загрязнением грунтовых вод, особенно в зоне свалок и сброса сточных вод.
Промышленные предприятия, объекты энергетики, связи и транспорт являются основными источниками энергетического загрязнения промышленных регионов, городской среды, жилищ и природных зон. К энергетическим загрязнениям относят вибрационное и акустическое воздействия, электромагнитные поля и излучения, воздействия радионуклидов и ионизирующих излучений.
Вибрации в городской среде и жилых зданиях, источником которых является технологическое оборудование ударного действия, рельсовый транспорт, строительные машины и тяжелый автотранспорт, распространяются по грунту. Протяженность зоны воздействия вибраций определяется величиной их затухания в грунте, которая, как правило, составляет 1 дБ/м (в водонасыщенных грунтах оно несколько больше). Чаще всего на расстоянии 50–60 м от магистралей рельсового транспорта вибрации затухают. Зоны действия вибраций около кузнечно-прессовых цехов, оснащенных молотами с облегченными фундаментами, значительно больше и могут иметь радиус до 150–200 м. Значительные вибрации и шум в жилых зданиях могут создавать расположенные в них технические устройства (насосы, лифты, трансформаторы и т.п.).
Шум в городской среде и жилых зданиях создается транспортными средствами, промышленным оборудованием, санитарно-техническими установками и устройствами и др. На городских магистралях и в прилегающих к ним зонах уровни звука могут достигать 70–80 дБ А, а в отдельных случаях 90 дБ А и более. В районе аэропортов уровни звука еще выше.