Основным источником механического и химического загрязнения атмосферы является промышленность и прежде всего тепловые электростанции и промышленные предприятия.
Например, ТЭС мощностью 700 МВт, работающая на угле, потребляющая в года около 1 млн. т угля с содержанием серы 1%, за час работы на полной мощности выбрасывает в воздух 500 т диоксида углерода, 0,15 т оксида углерода, 7 т диоксида серы. 1, 7 т оксида азота, 0,05 т углеводорода и 0,7 т пыли.
Большие проблемы в области сохранения чистоты воздуха возникли с развитием металлургии. В процессе переработки руды в качестве побочного продукта в воздух попадает содержащая металлические частицы пыль, которая вызывает стойкое ухудшение здоровья.
Например, в цветной металлургии наибольшую опасность представляет пыль, образующаяся на медеплавильных заводах (См. Таблицу).
Содержание веществ в пыли медеплавильных заводов
| Вещество | Количество (в %) |
| Медь | 15 |
| Оксиды железа | 49-69 |
| Сера | 9,7-12,5 |
| Кварц | 4-6,2 |
| Мышьяк, сурьма, висмут, цинк, свинец | 4 |
Из этих компонентов под воздействием влаги в воздухе могут образовываться чрезвычайно ядовитые летучие вещества.
Значительная часть сернистого газа (SO2) образуется в атмосфере за счет сгорания различных видов топлива, содержащего большое количество серы. В бурых углях содержание достигает 14% серы. У человека SO2 вызывает сначала спазмы стенок бронхов; затем возникает воспаление слизистой оболочки бронхов, развивается хронический бронхит и может содействовать возникновению ракового заболевания.
При сжигании твердого топлива на ТЭС образуются вредные для окружающей среды оксиды серы, а при использовании мазута – оксиды ванадия, свинца, никеля. Для уменьшения количества вредных веществ разработаны разомкнутые пылеулавливающие системы, что существенно сокращает количество вредных выбросов в атмосферу. Кроме того, ученые изобрели – электрофильтр, способный осаждать 98-99% пыли, содержащейся в дымовых выбросах. Такие аппараты все шире применяются в химической промышленности.
Проблема чистой воды заключается в том, что человеку для жизни необходима не любая, а пресная вода определенного качества. Не следует забывать, что из каждых 100 литров воды, которая есть на земле, 97 литров – соленые. Иначе говоря, общие запасы всех пресных вод суши – рек, озер, подземных и снежно-ледниковых ресурсов составляют менее 3% от общего количества воды на земле. Запасы вод в реках и озерах оцениваются в 95 тыс. км3, т.е. всего 0,26% от суммарных ресурсов пресных вод, или 0,007% от общих запасов воды на Земле.
Насколько велики потребности в воде промышленности и сельского хозяйства, можно судить по следующим цифрам. Для производства сахара из 1 т сахарной свеклы требуется 0,5-0,6 м3 воды, для дубления 1 т сырой кожи – 20-50 м3 и т.п.
В загрязнении подземных и поверхностных вод преобладают химические загрязнители. Загрязнение вод тяжелыми металлами, кислотами, щелочами, цианидами и другими минеральными и органическими веществами происходит под действием преимущественно промышленных и сельскохозяйственных стоков. Загрязнители этого вида воздействую непосредственно на те или иные компоненты живой природы.
Другие химические загрязнители действуют медленно и относительно скрытно. Это нефтяные углеводороды, продукты производства фенолов, галогенпроизводные инсектициды, гербициды, синтетические детергенты (применяющиеся в промышленности и в быту моющие средства). Например, по данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), ежегодно в мире около полумиллиона человек заболевают, а свыше 5 тыс. умирают от отравления пестицидами - препаратами, применяемыми для защиты растений от вредителей и болезней, для борьбы с сорняками.
Другой тип загрязнителей вод - биологические загрязнители. Сюда относятся органические вещества, способные к ферментации. Такое загрязнение может возникнуть в результате канализационного стока в реки, недостаточной очистки и сброса отходов целлюлозно-бумажных, текстильных и других предприятий.
Отдельную группу составляют механические загрязнители, опасность которых также до недавнего времени преуменьшали. Это твердые инертные вещества: глина, песок, шлак, отходы соледобывающей и угольной промышленности, сброс промышленных и сточных вод непосредственно в море или с речным стоком, смыв различных токсических веществ, используемых в сельском и лесном хозяйстве и при других видах хозяйственной деятельности, преднамеренное захоронение на дне морей и океанов различных токсических, в том числе и радиоактивных, отходов. Большую опасность представляет тепловое загрязнение, в основном сбросы подогретых вод тепловых или атомных электростанций. Это загрязнение в сочетании с другими типами загрязнителей представляет серьезную проблему для будущего.
Кроме рек и озер планеты, сильному загрязнению подвергаются моря и океаны. Пути их загрязнения могут быть самыми различными: утечка загрязняющих веществ в результате судовых операций, аварийных выбросов с судов и из подводных трубопроводов, утечка при разработке полезных ископаемых на морском дне, перенос загрязняющих веществ через атмосферу, естественная утечка нефти через трещины земной коры и т. д.
Однако наиболее опасным загрязнением окружающей среды следует признать радиоактивное заражение. В настоящее время ядерные электростанции действуют во многих странах мира. В каждом 1000-мегаваттном реакторе содержится столько же радиоактивного материала, сколько бы выпало после взрыва тысячи бомб, подобных той, что была сброшена на Хиросиму. Каждый реактор ежегодно производит тонны радиоактивных отходов, и некоторые из них остаются опасными в течение более чем 500 тыс. лет. До сих нор не найдено безопасных методов ликвидации и хранения таких веществ.
До 1986 г. (авария на Чернобыльской АЭС) радиоактивное загрязнение рассматривалось как загрязнение косвенное, затрагивающее в основном биологию человека. Чернобыльская авария заставила пересмотреть эту точку зрения и признать огромную опасность, исходящую от радиоактивных загрязнителей, не только для человека, но и для всей биосферы в целом.
Все вышеперечисленные виды загрязнения являются причинами самых различных заболеваний человека.
Таблица
Воздействие загрязнителей на здоровье человека
| Загрязнитель | Виды заболеваний |
| Мышьяк | Рак легких, различные кожные болезни, гематологические эффекты, включая анемию |
| Бериллий | Дерматиты, язвы, воспаления слизистых оболочек |
| Кадмий | Злокачественные новообразования, острые и хронические респираторные заболевания; почечная дисфункция |
| Ртуть | Воздействие на нервную систему. Включая краткосрочную потерю памяти, нарушение сенсорных функций и координации, почечная недостаточность |
| Свинец | Нарушение процессов кроветворения, повреждение печени и почек, нейрологические эффекты |
| Хром | Рак легких, злокачественные образования в желудочно-кишечном тракте. Дерматиты |
| Никель | Респираторные заболевания (астма, нарушение дыхательной системы), пороки рождения и уродства, рак носа и легких |
По данным ВОЗ, в мире примерно около 80 % случаев заболеваний и смертей связано с загрязнением воды и продуктами питания. На начало XXI в. в некоторых европейских странах такие болезни, как холера, брюшной тиф, гепатит вновь становятся реальной угрозой для здоровья населения. Вспышки этих заболеваний фиксировались в Албании, Великобритании, Италии, Румынии, Швеции, что было связано не только с микробами и вирусами, но и с загрязнением питьевой воды свинцом, мышьяком, нитратами, фтористыми соединениями (см. табл.).
К наиболее известным и распространенным в мире экологическим болезням следует отнести так называемые болезни «минамата», «итай—итай» и «чернобыльскую болезнь».
Болезнь «минамата» — заболевание человека, вызываемое соединениями ртути. Впервые эта болезнь была описана в 50-х гг. XX в. в Японии у рыбаков в бухте Минамата, воды которой были загрязнены промышленными стоками местного химического завода, содержащими ртуть. Так, рыба, выловленная в данном заливе, содержала до 50 мг/кг ртути. Болезнь проявляется в виде нервно-паралитического расстройства.
Болезнь «итай—итай» возникла в результате употребления в пищу риса, содержащего соединения кадмия. Болезнь известна с 50-х гг. XX в., когда сбросовые воды концерна «Мицуй» (Япония), содержащие кадмий, попали в оросительную систему рисовых полей. Это отравление вызывает у людей апатию, повреждение почек, размягчение костей.
«Чернобыльская болезнь» вызывается воздействием радионуклидов, особенно радиоактивного йода-131. Суммарный выброс радиоактивных веществ в атмосферу в результате взрыва на Чернобыльской АЭС составил 77 кг. Для сравнения — при взрыве атомной бомбы над Хиросимой в 1945 г. было выброшено 740 г радионуклидов. Симптомами «чернобыльской болезни» являются головная боль, сухость во рту, увеличение лимфоузлов, онкологические опухоли гортани. Признаки «чернобыльской болезни» у людей также отмечаются вблизи полигонов по переработке радиоактивных отходов. Так, например, в районе ПО «Маяк» (Челябинская обл.) в последние годы почти в 2 раза возрос уровень онкологических заболеваний.
5 Географические основы охраны природы
Увеличение негативных последствий, вызываемых воздействием человека на природу, определило необходимость разработки нового направления во взаимодействии общества и природы, которое получило название природоохранная деятельность или охрана природы. Оно включает научные и практические мероприятия, направленные на сохранение природы в целом и отдельных природных комплексов и компонентов.