3. Источники и объекты загрязнения окружающей среды. Структуризация загрязнений.

Загрязнение - поступление в природные объекты абиотических и биотических веществ в таких количествах, которые снижают технологическую, питательную и санитарно-гигиеническую ценность выращиваемых культур, ухудшают качество других природных объектов, вызывают негативные токсико-экологические последствия и могут приводить к деградации почв.

В общем виде загрязнением называют привнесение в природную среду и накопление в ней нехарактерных для нее физических, химических, микробиологических агентов, приводящее к негативным последствиям.

Обычно различают природное и антропогенное загрязнение, уровень которого оценивают с помощью ПДК или ПДВ.

Чаще всего загрязнением окружающей среды называется прямое или косвенное негативное воздействие на нее, вызываемое антропогенной деятельностью.

Источниками загрязнения могут быть любые производственные объекты, бытовая деятельность людей, различные природные процессы.

В зависимости от источника различают:

• промышленное — загрязнение почв и других компонентов биосферы, вызванное деятельностью промышленных предприятий. Главные пути промышленного загрязнения: через атмосферу при осаждении паров, аэрозолей, пыли, растворенных соединений загрязняющих веществ (поллютантов) с дождем и снегом;

• радиоактивное — антропогенное или природное накопление радионуклидов, вызывающее негативные токсико-экологические последствия. Источниками его являются осадки при ядерных взрывах, отходы атомной промышленности, аварийные выбросы на атомных . предприятиях. Наибольшая доля в радиоактивных осадках приходится на стронций-90, иод-131 и цезий-137, которые могут накапливаться в тканях организма человека. Действие радиации зависит от энергии частиц и силы излучения, т. е. числа частиц, вылетающих в единицу времени;

• сельскохозяйственное — загрязнение окружающей среды в результате неправильного использования пестицидов, внесения сверхнормативных доз минеральных и органических удобрений, поступления отходов и стоков животноводческих ферм. Вид антро­погенного загрязнения. Сельскохозяйственное загрязнение может заметно повышать фоновое содержание тяжелых металлов в природных ландшафтах. В мире ежегодно производится около 100 млн. т действующего вещества удобрений. При внесении удобрений требуются точные расчеты доз, строгое соблюдение техники и последовательности их применения, в частности, нежелательны высокие дозы азота — более 100—150 кг/га;

• химическое — загрязнение почвы химическими загрязняющими веществами: тяжелыми металлами, неметаллами, органическими соединениями.

В зависимости от масштабов различают загрязнение

• глобальное — химическое загрязнение, возникающее вследствие дальнего переноса загрязняющих веществ в атмосфере и имеющее общепланетарный характер;

• локальное — химическое загрязнение вблизи источников загряз­нения;

• региональное — химическое загрязнение, возникающее вследст­вие совокупного влияния переноса в атмосфере загрязняющих веществ и других источников загрязнения и охватывающее крупные территории интенсивного хозяйственного пользования.

Основные проблемы загрязнения связаны с искусственно созданными источниками, которые делятся на:

• стационарные (предприятия промышленности, сельского хозяйства и т.п.)

• передвижные (транспорт).

Объекты загрязнения:

• основные (непосредственные) – атмосфера и вода.

• опосредованные (косвенные) – другие элементы окружающей среды (земля, лес, растения и т.д.).

Субъекты загрязнения - загрязняющие вещества (синоним поллютанты) – химические соединения, повышенное содержание которых в биосфере и ее компонентах вызывает негативную токсико-экологическую ситуацию.

Загрязняющие вещества по агрегатному состоянию подразделяют на твердые, жидкие и газообразные (парообразные).

В числе загрязняющих природную среду веществ наиболее распространены углекислый газ СО₂, угарный газ СО, оксиды азота NO₂ и серы SO₂, аммиак NH₃.

В настоящее время известно много видов загрязнения, вызванных различными загрязняющими веществами: загрязнение пестицидами, гербицидами, инсектицидами, канцерогенными углеводородами, нефтью и нефтепродуктами, радиоактивными веществами.

При воздействии на живые организмы особую опасность представляют загрязняющие вещества, оказывающие мутагенное влияние, результатом которого могут быть нарушения в системе воспроизводства потомства, и канцерогенное, обусловливающее развитие злокачественных новообразований.

Общий перечень наиболее важных загрязняющих веществ окружающей среды согласован странами, входящими в ООН и участвующими в мероприятиях по охране окружающей среды:

• взвешенные частицы

• сернистый газ SO₂

• оксид углерода СО

• диоксид углерода СО₂

• оксиды азота N₂O, NO, NO₂

• фотоокислители и реакционноспособные углеводороды

• ртуть Hg

• свинец РЬ

• кадмий Cd

• хлорорганические соединения (ДЦТ и др.)

• нефть

• микотоксины

• нитраты, нитриты, нитрозамины

• аммиак

• отдельные микробные загрязняющие вещества

• радиоактивные вещества

Среди основных загрязнителей выделяют:

• первичные загрязнители (газообразные, жидкие или твердые вещества, в виде которых в природную среду поступают выбросы от источников загрязнения).

• вторичные загрязнители (в процессе выбросов первичные вещества взаимодействуют между собой, а также с элементами природы и образуют новые вещества (синергетический эффект)).

Структуризация загрязнений:

Общий объем загрязнений можно структурировать в зависимости от уровня развития «замкнутых» технологий, технологий очистки и экономических структур, производящих эти загрязнения.

В общем объеме загрязнений (Z_a) можно выделить:

• «рациональное загрязнение» (Z_r) (минимально неизбежный объем загрязнений при существующем уровне технологий и экономической эффективности; образуется в условиях рациональных экономических структур, ориентирующихся на конечный результат, наличия прогрессивных технологических процессов и технологий очистки, эффективного использования ресурсов и пр.).

• «структурное загрязнение» (Z_s) (обусловлено отсталым технологическим уровнем, нехваткой очистных сооружений, нерациональной структурой экономики с преобладанием природоэксплуатирующих и отставанием обрабатывающих отраслей и т.д.)

Данное разделение дает возможность анализировать резервы снижения загрязнения при структурных и технологических сдвигах, оценить уровень эффективности предотвращения загрязнений в России по сравнению с другими странами.

С учетом такой структуризации загрязнений формулу общего объема загрязнений можно представить в следующем виде:

Эту формулу и ее модификации можно использовать как для валовых показателей загрязнения, так и для удельных, рассчитанных на единицу определенного показателя (на один кубический метр воды или воздуха, единицу территории, конечной продукции и т.д.). В последнем случае имеет место использование показателей удельного загрязнения

Например, показатель природоемкости в виде удельных загрязнений для отдельных стран: выбросы SOx в расчете на единицу ВВП в России выше, чем в Японии, в 20 раз, в Германии и Франции — примерно в 6 раз и выше в среднем, чем в странах ОЭСР, в 3 раза. Высокий разрыв между Россией и развитыми странами в показателях удель­ного загрязнения наблюдается и по углекислому газу – главному источнику глобального изменения климата — в 3 — 5 раз.

Разделим показатели в формуле 1 на Н – объем использования природного ресурса, общая территория загрязнения, конечная продукция и т.п.. Получим формулу структурных удельных загрязнений (или структурной интенсивности загрязнений):

где h — общее удельное загрязнение; h_r — «рациональное» удель­ное загрязнение; h_s — «структурное» удельное загрязнение.

В качестве примера для структуризации общего объема загрязнений можно привести автомобильный транспорт. Почти 90% автомобильного парка России составляют машины, спроектированные 30 и более лет назад. Некоторые из них произ­водятся до сих пор и обладают плохими экологическими характеристиками, сильно загрязняют воздух из-за отказа от установки достаточно дорогих очистных фильтров, устаревшей конструкции машин, применения неэкологичного бензина. Многих этих недостатков лишены автомобили, производимые в автомобильных компаниях развитых стран. Тем самым общее загрязнение воздуха в российских городах (Z_a в формуле 1)) можно представить как сумму «рационального загрязнения» (Z_r) (в том случае, если бы использовались автомобили современного технологического уровня) и избыточного «структурного загрязнения» (Z_s), порождаемого «грязными» автомобилями. Очевидно, что переход к жестким экологическим стандартам в автомобилестроении, использование высокооктанового бензина позволило бы сократить транспортное загрязнение в городах страны в несколько раз. Особенно это касается крупных городов, где на автотранспорт приходится до 80— 90% загрязнений.

Примером показателей удельного загрязнения (интенсивности загрязнений) могут быть выбросы загрязняющих веществ при сжигании угля для производства электроэнергии. В настоящее время использование здесь прогрессивных технологий недостаточно, что приводит к значительным «структурным» загрязнениям и огром­ному ущербу окружающей среде. Так, степень очистки выбросов окислов серы на российских угольных станциях составляет всего 10%, тогда как, например, в Германии — 85%. В результате в России удельный показатель загрязнения по этому веществу существенно выше: выбросы окислов азота составляют 700—1000 мг/м³, тогда как в Германии — 400 мг/м³. Интерпретируя эти показатели для формул 1 и 2, можно сказать, что в структуре удельного загрязнения окислами серы в России менее половины приходится на «рациональное» загрязнение и более половины — на «структурное».