Текст книги "Концепции современного естествознания"
Автор книги: авторов Коллектив
сообщить о нарушении
Текущая страница: 24 (всего у книги 26 страниц)
11.4. Загрязнение окружающей среды
Несбалансированные взаимоотношения общества и природы, то есть нерациональное природопользование, часто приводят к экологическому кризису и экологической катастрофе. Экологический кризис (чрезвычайная экологическая ситуация) – это экологическое неблагополучие, характеризующееся устойчивыми отрицательными изменениями окружающей среды и представляющее угрозу для здоровья людей. Под экологической катастрофой (экологическим бедствием) понимают экологическое неблагополучие, характеризующееся необратимыми изменениями окружающей среды и существенным ухудшением здоровья населения.
Основным и наиболее распространенным видом отрицательного воздействия человека на биосферу является загрязнение. Под загрязнением понимают поступление в окружающую среду вещества и (или) энергии, свойства, местоположение или количество которых оказывают негативное воздействие на окружающую среду (Закон «Об охране окружающей среды»). Загрязнением также называют поступление в окружающую природную среду любых твердых, жидких и газообразных веществ, микроорганизмов или энергий (в виде звуков, шумов, излучений) в количествах, вредных для здоровья человека, животных, состояния растений и экосистем. Обычно рассматривают два различных по происхождению вида загрязнения: естественное, возникающее в результате действий природных явлений без участия людей; антропогенное, связанное с человеческой деятельностью, главной составной частью которого является техногенное загрязнение, обусловленное деятельностью промышленных производств. По агрегатному состоянию все загрязняющие вещества антропогенного происхождения подразделяются на твердые, жидкие и газообразные. По природе загрязнителей различают следующие виды загрязнения: биологическое (патогенные микроорганизмы, продукты генной инженерии и др.), химическое (загрязнение биосферы пестицидами, тяжелыми металлами, пластмассами, отдельными химическими веществами и элементами), физическое (шумовое, тепловое, электромагнитное, радиационное). По пространственному признаку выделяют глобальное, региональное, локальное (наблюдаемое на небольшой территории) загрязнения. По объектам загрязнения различают загрязнение атмосферного воздуха, загрязнение поверхностных и подземных вод, загрязнение почв и т. д. и даже загрязнение околоземного космического пространства. В 2005 г. на территории Российской Федерации было отмечено 78 аварий (в 2004 г. – 59), приведших к загрязнению окружающей среды. В этом же году стационарной наблюдательной сетью Росгидромета был зарегистрирован 541 случай экстремально высокого загрязнения поверхностных води 3 случая экстремально высокого загрязнения атмосферного воздуха по визуальным и органолептическим признакам.
Загрязнение почвы. Почва – рыхлый поверхностный слой земной коры, образовавшийся в результате длительного воздействия на литосферу атмосферы, воды, животных и растений. Почва состоит из хорошо выраженных слоев – почвенных горизонтов, различающихся по структуре и цвету. Состояние почв, грунтов имеет важнейшее значение для оценки экологического состояния той или иной территории, так как почвы представляют тройной интерес: как начальное звено пищевых цепей, как интегральный показатель экологического состояния окружающей среды и как источник вторичного загрязнения приземного слоя атмосферы, поверхностных и грунтовых вод. Кроме вторичного негативного воздействия на здоровье населения через продукты питания или загрязнение вод и воздуха, возможно и прямое воздействие загрязненных почв на здоровье населения, особенно детей, за счет непосредственного контакта и поступления почвы в организм.
По распространенности и токсикологическому воздействию различается загрязнение почв неорганическими и органическими токсикантами. В группе неорганических токсикантов особое место занимают тяжелые металлы, к которым условно относят химические элементы с атомной массой более 50. Считается, что среди химических элементов тяжелые металлы являются наиболее токсичными, так как обладают большим сродством с физиологически важными органическими соединениями, способны к медленному накоплению в живых организмах, вызывают отрицательное воздействие на рост и развитие. Например, избыточное количество марганца, меди, хрома, свинца, никеля и других элементов, содержащихся в почвах вблизи крупных промышленных предприятий, снижает урожайность зерновых на 20–30 %, картофеля – на 47 %, бобовых – на 40 %. Поэтому борьба с выбросами промышленных предприятий является одновременно способом борьбы за плодородие почв. Основными органическими загрязнителями почвы являются бензапирен, полихлорированные бифенилы, хлорорганические пестициды и нефтепродукты.
Следует отметить, что почвы вокруг больших городов и крупных предприятий цветной и черной металлургии, химической и нефтехимической промышленности, машиностроения, ТЭЦ на расстоянии в несколько десятков километров загрязнены тяжелыми металлами, нефтепродуктами, соединениями серы, свинца и другими токсичными веществами, которые в совокупности с бытовыми отходами существенно влияют на химический состав почвы, вызывая ухудшение ее качества. Также в почве присутствуют канцерогенные вещества, вызывающие опухолевые заболевания у живых организмов, в том числе раковые. Основными источниками загрязнения почвы канцерогенными веществами являются выхлопы автотранспорта, выбросы предприятий, продукты нефтепереработки.
К особо опасным последствиям влияния человека на почвы следует отнести эрозию, загрязнение химическими веществами, засоление, заболачивание, изъятие почв под различные сооружения. Под эрозией почв понимается разрушение и снос верхних, наиболее плодородных горизонтов и подстилающих пород ветром (ветровая эрозия) или потоками воды (водная эрозия). Эрозия – это естественный процесс, существующий в природе, который протекает очень медленно, поэтому разрушение и потери почвы от выдувания и смыва уравновешиваются процессами почвообразования. Однако наряду с естественной, или геологической, эрозией существует ускоренная (разрушительная), возникающая под влиянием антропогенной деятельности. Отрицательное влияние на почву оказывают пестициды. Они вызывают изменения в экосистеме, действуя на все живые организмы, в то время как используются для уничтожения весьма ограниченного числа видов. В итоге наблюдается интоксикация огромного числа других биологических видов вплоть до их исчезновения. Среди пестицидов наибольшую опасность представляют стойкие хлорорганические соединения, которые сохраняются в почвах в течение многих лет и в результате биологического накопления могут стать опасными для жизни многих организмов, так как обладают мутагенными и канцерогенными свойствами.
Загрязнение атмосферного воздуха. Атмосферный воздух – это смесь газов, из которых состоит атмосфера Земли. Основными составными частями атмосферы являются: азот, кислород, аргон и углекислый газ. Кроме аргона в малых концентрациях содержатся другие инертные газы. В атмосферном воздухе всегда присутствуют пары воды и твердые частицы – пыль.
Загрязнение атмосферного воздуха – это поступление в атмосферный воздух или образование в нем вредных (загрязняющих) веществ в концентрациях, превышающих установленные государством гигиенические и экологические нормативы качества атмосферного воздуха (Закон «Об охране атмосферного воздуха). Оно может быть естественным (природным) и антропогенным (техногенным). Естественное загрязнение воздуха вызвано природными процессами: вулканической деятельностью, ветровой эрозией, дымом от лесных пожаров, массовым цветением растений и др. Антропогенное загрязнение связано с выбросом загрязняющих веществ в результате деятельности человека. По масштабам оно значительно превосходит природное и может быть местным, которое характеризуется повышенным содержанием загрязняющих веществ на небольших территориях, региональным – когда под воздействие попадают большие пространства планеты, и глобальным – связано с изменениями во всей атмосфере. Степень загрязнения атмосферного воздуха зависит от количества выбросов вредных веществ и их химического состава, от высоты, на которой осуществляются выбросы, от климатических условий, определяющих перенос, рассеивание и превращение выбрасываемых веществ.
Особое место среди источников загрязнения атмосферы занимает химическая промышленность. Она поставляет диоксид серы, сероводород, оксиды азота, углеводороды, галогены и другие вещества, которые могут вступать в химические реакции друг с другом, образуя высокотоксичные соединения. Вместе с туманом и некоторыми другими природными явлениями в местах повышенной концентрации химических веществ возникает фотохимический смог. Он образуется при интенсивном воздействии солнечной радиации на воздух, насыщенный выхлопными газами автомобилей. При безветрии в воздухе идут сложные реакции с образованием новых высокотоксичных загрязнителей – фотооксидантов, которые раздражают слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта, легких и органов зрения. В некоторых городах, расположенных в низинах, в связи с быстрым увеличением автотранспортных средств вероятность образования фотохимического смога весьма велика.
На основании данных об уровнях загрязнения атмосферного воздуха различными веществами в более чем 100 городах России была определена ориентировочная численность населения, находящегося на загрязненных территориях. Установлено, что наиболее многочисленная группа населения – 15 млн человек – подвергается воздействию повышенных концентраций взвешенных веществ, второе место по масштабу популяционного воздействия занимает бензапирен. Повышенное содержание в атмосферном воздухе взвешенных веществ может привести к некоторому увеличению смертности населения (главным образом от болезней органов дыхания), а загрязнение атмосферного воздуха бензапиреном определяет высокую канцерогенную опасность атмосферного воздуха в городах, где расположены алюминиевые, сталеплавильные производства и нефтеперерабатывающие заводы. Во многих городах обнаружено превышение в воздухе концентрации фенола, диоксида азота, аммиака, стирола и др. В Санкт-Петербурге по количеству нестандартных проб воздуха наиболее неблагоприятная ситуация сложилась в Московском, Петроградском,
Калининском, Невском, Центральном районах. Эти районы характеризуются наличием магистралей с интенсивным движением автотранспорта, включая международные. Необходимо отметить, что все проанализированные загрязняющие вещества воздуха входят в состав автотранспортных выбросов, которые составляют более 75 % общего валового выброса вредных веществ в атмосферу.
Загрязнение гидросферы. Вода – комплексный природный ресурс, состоящий из вод Мирового океана (94 %), подземных вод(4 %), льда и снега (2 %), воды рек, озер и болот (0,4 %). Водные пространства занимают большую часть поверхности земного шара: акватория Мирового океана составляет 70,8 %, а на долю суши приходится лишь 29,2 % поверхности Земли. Масштабная эксплуатация Мирового океана оказывает сильное воздействие на его экосистему. Однако имеются мощные внешние источники загрязнения – атмосферные потоки и материковый сток. В результате на сегодняшний день можно констатировать наличие загрязняющих веществ не только в зонах, прилегающих к материкам, и в районах интенсивного судоходства, но и в открытых частях океанов, включая Арктику и Антарктику. Интенсивное развитие промышленности, транспорта, перенаселение ряда регионов планеты привело к значительному загрязнению гидросферы. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), около 80 % всех инфекционных заболеваний в мире связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды и нарушением санитарно-гигиенических норм водоснабжения. По экспертным оценкам, до 80 % всех химических соединений, поступающих во внешнюю среду, попадают в водоисточники.
Наиболее интенсивному антропогенному воздействию подвергаются воды суши. Однако загрязнению подвержены не только поверхностные воды, но и подземные, которые загрязняются нефтяными промыслами и предприятиями горно-добывающей промышленности, шлаконакопителями и отвалами металлургических заводов, хранилищами химических отходов и удобрений, свалками, животноводческими комплексами, канализационными стоками населенных пунктов. Из загрязняющих воды веществ преобладают нефтепродукты, тяжелые металлы (медь, кадмий, свинец, цинк, ртуть, никель), фенолы, хлориды, сульфаты, соединения азота.
Основными источниками загрязнения гидросферы являются: хозяйственно-бытовые сточные воды, промышленные сточные воды, водный транспорт, сельскохозяйственные поля и крупные животноводческие фермы, утечки нефти и нефтепродуктов, сток с территорий населенных пунктов и промышленных площадок, дренажные воды с орошаемых земель. Основными видами загрязнений гидросферы считаются: механическое, физическое, химическое, органическое, биологическое, тепловое, радиоактивное. К наиболее существенным загрязнениям гидросферы в 2005 г. относится авария, произошедшая 13 ноября на химическом заводе в КНР, в результате которой в р. Сунгари (приток р. Амур) было сброшено 100 т бензола и нитробензола. Возникла реальная угроза загрязнения р. Амур – источника водоснабжения городов Хабаровска, Амурска, Комсомольска-на-Амуре.
11.5. Влияние неблагоприятных экологических факторов на состояние здоровья человека
Качество окружающей среды существенно влияет на здоровье населения. Практически все химические вещества и физические излучения в той или иной степени оказывают вредное воздействие на здоровье людей, причем важным является уровень их присутствия в окружающей среде. Согласно данным экспериментальных и эпидемиологических исследований, экологические факторы даже при невысоком уровне воздействия могут вызывать значительные расстройства здоровья людей. Загрязнение среды может приводить к серьезным нарушениям в состоянии здоровья, особенно таких малоустойчивых групп, как дети, беременные женщины, пожилые люди, больные хроническими заболеваниями. К факторам внешней среды, оказывающим влияние на организм, следует отнести: характер пищи, энергетические воздействия, динамический и химический характер атмосферы, водный компонент, биологические воздействия, сбалансированность и стабильность климатических и ландшафтных условий, ритмы природных явлений и др.
По степени опасности для здоровья человека среди химических загрязнителей первенство принадлежит тяжелым металлам, хлорированным углеводородам, пестицидам, нитратам, нитросоединениям, асбесту. Очень опасными для здоровья являются радионуклиды, токсины микроорганизмов, лекарственные средства (синтетические химические соединения, антибиотики и др.), а также загрязнители биологического происхождения (бактерии, вирусы, паразиты, простейшие, грибковые). Наиболее опасными и токсичными из тяжелых металлов являются свинец, ртуть, кадмий, никель, мышьяк и др. Учеными установлена связь между количеством обнаруженных в воде и почве кадмия и уровнем появления злокачественных новообразований различных форм среди населения экологически неблагоприятных районов.
Загрязнение кадмием пищевых продуктов, как правило, происходит из-за загрязнения почвы и питьевой воды сточными водами гальванических и других производств, в которых применяются кадмийсодержащие стабилизаторы, пигменты, краски; отходами от металлургических производств, а также при использовании фосфатных удобрений. Наиболее тяжелой формой хронического отравления кадмием является болезнь Итай-Итай, обнаруженная в 1946 г. в Японии. Эта болезнь характеризуется деформацией скелета с заметным уменьшением роста, сопровождается болями в пояснице и мышцах ног. Органами – мишенями кадмия являются печень, почки, костный мозг, трубчатые кости и отчасти селезенка. Кадмий депонируется в печени и почках, где его содержится до 30 % от общего количества в организме.
В настоящее время практически все компоненты окружающей среды загрязнены свинцом. Ежегодно предприятиями цветной металлургии выбрасывалось в воздух более 600 т свинца, стекольной промышленности – до 100 т, при сжигании топлива поступает в воздух до 0,4 т. Наибольшие концентрации свинца обнаруживаются в атмосферном воздухе городов и вдоль крупных автомагистралей. Основная часть свинца (70–85 %) поступает в организм человека с пищей, не более 10 % – с питьевой водой и до 25 % – из атмосферного воздуха. При включении в пищевые цепи свинец может поступать в организм человека с продуктами как растительного, так и животного происхождения. Свинец способен накапливаться в организме, особенно в костной ткани. Экспериментальные данные свидетельствуют, что для развития рака в присутствии свинца требуется в 5 раз меньшее количество канцерогенных углеводородов. Воздействие повышенных концентраций свинца приводит к изменению репродуктивной, нервной, сердечно-сосудистой, иммунной, эндокринной систем. Его токсикологическое действие проявляется в изменениях функционального состояния почек, синтеза гемма – основы гемоглобина.
Стойкими в экологических цепях оказываются радионуклиды, поступающие в организм человека также в основном с продуктами питания. Из продуктов расщепления урана представляют особую опасность стронций-90 и цезий-137 (имеющие период полураспада порядка 30 лет): стронций очень легко проникает в костную ткань позвоночных, а цезий накапливается в мускульных тканях, замещая калий. Они способны накапливаться в организме в количествах, достаточных для причинения ущерба здоровью, и задерживаться практически до конца жизни, вызывая канцерогенные, мутагенные и другие заболевания.
Воздействие атмосферных загрязнителей чаще всего приводит к ослаблению иммунитета, что сопровождается снижением сопротивляемости организма и повышенной заболеваемостью. Исследованиями Института экологии и гигиены окружающей среды РАМН установлена связь между уровнем суммарного загрязнения воздуха и показателями аллергической заболеваемости у детей. Так, в Москве доля часто болеющих острыми респираторными заболеваниями детей в очень загрязненных районах составила 8 %, а в менее загрязненных – 1,2 %.
В последние десятилетия существенно возросли суммарные выбросы в атмосферу от автотранспорта, причем в разных городах на долю этих выбросов приходится от 45 до 85 % загрязнения воздуха. В результате примерно 30 % городского населения страны дышат воздухом, в котором концентрация вредных веществ превышает санитарно-гигиенические нормативы в 10 и более раз. В городах с развитой металлургической промышленностью взрослое население чаще всего страдает болезнями органов кровообращения и органов пищеварения, а дети – болезнями органов дыхания и пищеварения, кожи и слизистых оболочек глаз. В настоящее время негативное воздействие окружающей человека среды проявляется в развитии следующих процессов: аллергизации населения, росте онкологической заболеваемости, нарушении биоритмов, росте числа лиц с избыточным весом, росте числа детей, родившихся недоношенными, акселерации, развитии профессиональных заболеваний, возрастании удельного веса хронических заболеваний и др.
11.6. Международное сотрудничество в области охраны окружающей среды
Международное сотрудничество в решении глобальных экологических проблем – это международная деятельность на правительственном и неправительственном уровнях, осуществляемая в рамках межгосударственных соглашений, международных программ ООН, ЮНЕСКО и др., экологических программ и проектов, осуществляемых частными и государственными экологическими фондами и направленных на объединение усилий государств, частных лиц и общественных объединений в преодолении глобальных экологических проблем человечества. Международное сотрудничество в области охраны окружающей природной среды регулируется международным экологическим правом, в основе которого лежат общепризнанные принципы и нормы. Высокая приоритетность экологического фактора в международных отношениях постоянно возрастает, что связано с ухудшением состояния окружающей среды.
Объекты международного сотрудничества в области охраны окружающей природной среды делятся на несколько групп. Так, выделяют национальные и международные объекты. К первым, то есть внутригосударственным, относятся недра, земля, воды, животный и растительный мир, которые находятся на территории государства. К международным объектам охраны окружающей среды относятся атмосферный воздух, Мировой океан, Антарктида и другие, которые не входят в юрисдикцию государств и не являются чьим-либо национальным достоянием. Они осваиваются и охраняются на основании различных конвенций, договоров, протоколов и других документов, отражающих совместные усилия международного сообщества. Основные принципы международного сотрудничества длительное время вырабатывались и формулировались мировым сообществом. Перечислим главные из них:
♦ каждый человек имеет право на жизнь в наиболее благоприятных экологических условиях;
♦ каждое государство имеет право на использование природных ресурсов и окружающей среды для развития и обеспечения нужд своих граждан;
♦ экологическое благополучие одного государства не может обеспечиваться за счет других или без учета их интересов (например, природные ресурсы слаборазвитых стран не должны безудержно эксплуатироваться другими государствами);
♦ недопустимы любые виды хозяйственной и иной деятельности, экологические последствия которой непредсказуемы;
♦ должен быть установлен контроль на глобальном, региональном и национальном уровнях за состоянием и изменениями окружающей среды и природных ресурсов на основе международно признанных критериев и параметров;
♦ должен быть обеспечен свободный и беспрепятственный международный обмен научно-технической информацией по проблемам экологии и передовых природосберегающих технологий;
♦ государства должны оказывать друг другу помощь в чрезвычайных экологических ситуациях.
Российская Федерация является активным участником международного сотрудничества в сфере обеспечения экологической безопасности. В настоящее время Россия участвует в многосторонних международных договорах, конвенциях и соглашениях об охране окружающей среды и природопользования со странами Европы, США, Азии. Одним из актуальных направлений в организации международного эколого-правового сотрудничества является прогнозирование возможностей возникновения и масштабов распространения новых техногенных факторов, оказывающих вредное влияние на экологическую обстановку, и разработка на данной основе системы мер по снижению степени негативного их воздействия на природную среду, климат, здоровье населения, духовные, социальные и прочие ценности человека и общества. Перспективной формой научно-технической интеграции с учетом обеспечения экологической безопасности может служить разработка многосторонних целевых программ сотрудничества, ориентированных на приоритетное решение взаимосвязанных научных и технических проблем на основе долевого участия в их финансовом, материально-техническом и другом обеспечении.
