Важнейшие экологические проблемы современности

22.05.2025 | Категория: Учебные материалы

Важнейшие экологические проблемы современности

Проблема перенаселения

Достижения в медицине, повышение комфортности деятельности и быта, интенсификация и рост продуктивности сельского хозяйства во многом способствовали увеличению продолжительности жизни человека и, как следствие, росту населений Земли.

По данным ООН (1989), средняя продолжительность жизни человека составляет 62 года (63 — у женщин и 60 — у мужчин).

Средняя продолжительность жизни людей весьма существенно различается по регионам и отдельным странам (табл. 22).

По данным ООН (1989), младенческая смертность в мире составляет в среднем 71 случай на 1000 новорожденных. В развитых странах она существенно ниже и равна, например, в США — 10, в скандинавских странах — 12—14. В СССР младенческая смертность в 1988г., по одним данным, составляла 24,7, по другим — 40. В Москве в 1994 г. младенческая смертность составила 17,9.

Сокращение продолжительности жизни населения и рост младенческой смертности в последние годы привели к тому, что и 42 регионах России в 1991 г. рождаемость оказалась ниже смертности.

В 1992 г. впервые за послевоенные годы произошло абсолютное сокращение численности жителей России: население уменьшилось более чем на 70 тыс. и составило 148,6 млн человек. В дальнейшем эта тенденция сохранится. В 2000 г. население России составило 145 млн человек, а к 2050 г., по прогнозам, оно уменьшится до 93,8 млн человек. Чаще всего россияне умирают от болезней системы кровообращения (55%) и от травм и отравлений (13,2%).

Одновременно с ростом продолжительности жизни в ряде регионов мира рождаемость продолжала оставаться на высоком уровне и составляла в некоторых из них до 40 человек на-10001 человек в год и более. Высокий уровень прироста населения характерен для стран Африки, Центральной Америки, Ближнего и Среднего Востока, Юго-Восточной Азии, Индии, Китая.

Увеличение численности населения Земли стимулирует рост промышленного производства, числа средств транспорта, ведет к росту производства энергетически и потреблению сырьевых ресурсов. Потребление материальных и энергетических ресурсов имеет более высокие темпы роста, чем прирост населения, так как постоянно увеличивается их среднее потребление на душу населения.

Проблемы урбанизации

Одновременно с демографическим взрывом идет процесс урбанизации населения планеты.

К 1990 г. в США урбанизировано 70% населения, в Российской Федерации к 1995 г.-76%.

Москва занимает 21 место среди крупнейших городов мира.

Ее население — 9,2 млн человек.

Процесс урбанизации имеет во многом объективный характер, ибо способствует повышению производительной деятельности во многих сферах, одновременно решает социальные и культурно-просветительные проблемы общества.

Урбанизация — это исторический процесс повышения роли городов в жизни общества, связанный с концентрацией и интенсификацией несельскохозяйственных функций, распространением городского образа жизни, формированием специфических социально-пространственных форм расселения.

Урбанизация представляет собой всемирно - исторического процесс развития концентраций, интенсификации общения, процесс интеграции все более разнообразных форм практической жизнедеятельности. Урбанизация выступает как момент, как результат и вместе с тем как предпосылка прогресса общества, прогресса всей жизнедеятельности общества, развития его творческого потенциала.

Загрязнение окружающей среды

Загрязнение— привнесение в окружающую среду или возникновение в ней новых (обычно нехарактерных для нее) вредных химических, физических, биологических, информационных агентов.

Загрязнение может возникать в результате естественных причин (природное загрязнение: пыльные бури, вулканический пепел и др.) или под влиянием деятельности человека (антропогенное загрязнение).

Одна из классификаций загрязнений, основанная на системном подходе, сделана Г.В. Стадницким и А.И. Родионовым (1988). Авторы под загрязнением понимают любые нежелательные для экосистем антропогенные изменения (рис. 11) и делят его на инградиентное, параметрическое, биоценотическое и стациально - деструкционное.

Ингредиентное загрязнение — совокупность веществ, количественно или качественно чуждых естественным биогеоценозам (бытовые стоки, ядохимикаты и удобрения, продукты сгорания).

Параметрическое загрязнение — изменение качественных параметров окружающей природной среды (шумовое, тепловое, световое, радиационное, электромагнитное).

Биоценотическое загрязнение — воздействия, вызывающие нарушение в составе и структуре популяций живых организмов (перепромысел, направленная интродукция и акклиматизация видов и т.д.).

Стациально-деструкционное загрязнение (от слов стация - место обитания популяции, деструкция — разрушение) — воздействие, приводящее к нарушению и преобразованию ландшафтов и экосистем в процессе природопользования (вырубка лесов, эрозия почв, зарегулирование водотоков, урбанизация и пр.).

Исследуя загрязнение окружающей среды, необходимо учитывать вид и источник загрязнения, а также экологические последствия, которые они могут вызвать (табл. 3).

Таблица 3

Экологическая характеристика десяти главных загрязнителей биосферы (по «Курьеру ЮНЕСКО», 1973, № 1)

Парниковый эффект

(тепличный, оранжерейный) эффект — разогрев нижних слоев атмосферы вследствие способности атмосферы пропускать коротковолновую солнечную радиацию, но задерживать длинноволновое тепловое излучение земной поверхности.

Парниковому эффекту способствует поступление в атмосферу антропогенных примесей (диоксида углерода, пыли, метана, фреонов и т.д.).

Отрицательные для человечества последствия парникового эффекта заключаются в повышении уровня Мирового океана в результате таяния материковых и морских льдов, теплового расширения океана и т.п. Это приведет к затоплению приморских равнин, усилению абразионных процессов, ухудшению водоснабжения приморских городов, деградации мангровой растительности и т.п. Увеличение сезонного протаивания грунтов районах с вечной мерзлотой создаст угрозу дорогам, строениям, коммуникациям, активизирует процессы заболачивания термокарста и т.д.

Положительные для человечества последствия парникового эффекта связаны с улучшением состояния лесных экосистем: сельского хозяйства. Повышение температуры приведет к увеличению испарения с поверхности океана, это вызовет возрастание влажности климата, что особенно важно для аридных (сухих) зон. Повышение концентрации углекислого газа увеличит интенсивность фотосинтеза, а значит, продуктивность диких; культурных растений.

Разрушение «озонового слоя»

Слой атмосферы с наибольшей концентрацией озона на высоте 20—25 (22—24) км называется озоносферой.

«Озоновая дыра» значительное пространство в озоносфере планеты с заметно пониженным (до 50% и более) содержанием озона.

Считается, что основной причиной возникновения «озоновых дыр» является значительное содержание в атмосфере фреонов. Фреоны (хлорфторуглероды, или ФХУ) — высоколетучие, химически инертные у земной поверхности вещества, широко применяемые в производстве и быту в качестве хладоагентов (холодильники, кондиционеры, рефрижераторы), пенообразователей и распылителей (аэрозольные упаковки). Фреоны, поднимаясь в верхние слои атмосферы, подвергаются фотохимическому разложению с образованием окиси хлора, интенсивно разрушающей озон.

Истощение озонового слоя в атмосфере Земли приводит увеличению потока ультрафиолетовых лучей на земную поверхность. Ультрафиолетовые лучи в небольших дозах необходимы живым организмам (стимуляция роста и развития клеток, бактерицидное действие, синтез витамина D и т.д.), в больших дозах губительны из-за способности вызывать раковые заболева­ния и мутации.

Кислотные дожди

Кислотный дождь — дождь или снег, подкисленный до рН < 5,6 из-за растворения в атмосферной влаге антропогенных выбросов (диоксид серы, оксиды азота, хлороводород и пр.).

Отрицательное воздействие кислотных дождей на растительность проявляется как в прямом биоцидном воздействии, так и в косвенном через снижение рН почв. Выпадение кислотных дождей приводит к ухудшению состояния и гибели целых лесных массивов, а также снижению урожайности многих сельскохозяйственных культур. Кроме того, отрицательное воздействие кислотных дождей проявляется в закислении пресноводных водоемов. Снижение рН воды вызывает сокращение запасов промысловой рыбы, деградацию многих видов организмов и всей водной экосистемы, а иногда и полную биологическую гибель водоема. Негативные последствия кислотных дождей зафиксированы в Канаде, США, Европе, России, Украине, Белоруссии и других странах.

Смог — ядовитая смесь дыма, тумана и пыли. Различают два типа смога: лондонский и лос-анджелесский.

Лондонский (зимний) смог образуется зимой в крупных промышленных центрах при неблагоприятных погодных условиях: отсутствии ветра и температурной инверсии. Температурная инверсия проявляется в повышении температуры воздуха с высотой (в слое 300—400 м) вместо обычного понижения. В результате дым и загрязняющие вещества (пыль, оксиды серы и углерода) не могут подняться вверх и рассеяться, а образуют туманную завесу.

Лос-анджелесский (летний, фотохимический) смог возникает летом также при отсутствии ветра и температурной инверсии, но обязательно в солнечную погоду. Он образуется при воздействии солнечной радиации на оксиды азота и углеводороды, поступающие в воздух в составе выхлопных газов автомобилей и выбросов предприятий. В результате образуются высокотоксичные загрязнители — фотооксиданты, состоящие из озона, органических пероксидов, пероксида водорода, альдегидов и т.д.

Смог вызывает обострение респираторных заболеваний, раздражение глаз, ухудшение физического состояния и т.д. вплоть до летального исхода. В 1952 г. в Лондоне от смога за две недели погибло более 4000 человек.

Рассеять смог может только ветер, а бороться с ним можно путем сокращения выбросов загрязнителей в атмосферу.

Деградация почвенного покрова

Деградация почв — ухудшение качества почвы в результате снижения плодородия. Деградация и полное разрушение почвы могут происходить как в результате природных явлений (природное изменение условий почвообразования, извержение вулканов, ураганы), так и в результате хозяйственной деятельности человека.

Явления деградация и полного разрушения почвы можно разделить на несколько основных групп.

1. Нарушение биоэнергетического режима почв и экосистем:

— девегетация почв — потеря почвами растительного покрова, ведущая к омертвлению почв;

— дегумификация почв — потеря почвами гумуса;

— почвоутомление и истощение почв — процессы, происходящие в почвах в результате длительного возделывания одного вида сельскохозяйственных культур.

2. Патологическое состояние почвенных горизонтов и профиля почв:

— отчуждение и выключение почв из действующих экосистем (промышленная эрозия почв) — отчуждение почв городами, поселками, дорогами, линиями электропередач и связи, трубопроводами, карьерами, водохранилищами, свалками и т.д.;

—- водная и воздушная эрозия (дефляция) почв — разрушение верхних слоев почвы под действием воды и ветра;

— образование бесструктурных кор и переуплотненных горизонтов — потеря почвой структуры или ее переуплотнение при обработке полей тяжелой техникой при влажности, превышающей «физическую спелость» почв; вторич­ном осолонцевании черноземных почв; при образовании подпахотного уплотненного горизонта на старых пашнях.

3. Нарушение водного и химического режима почв:

— сухость и опустынивание почв — результат как общеземного послеледникового процесса опустынивания, так и непродуманной хозяйственной деятельности человека;

— селевые разливы и оползни — результат сведения растительности в горных районах;

— вторичное засоление почв — результат неправильного орошения минерализованными или пресными водами;

— природная и вторичная кислотность почв — кислотность почв ниже оптимальной реакции почв, которая для мно­гих сельскохозяйственных растений находится в интервале рН 5,5—8; вторичная кислотность возникает в результате выбросов в атмосферу соединений кислот промышленного, транспортного и другого происхождения;

— переосушение почв — результат неправильно проводимых осушительных мелиорации;

4. Затопление, разрушение и засоление почв водами водохранилищ. Создание водохранилищ сопровождается развитием комплекса негативных процессов, приводящих к деградации почвенного покрова: затопление пойменных и надпойменных террас, подъем уровня грунтовых вод и подтопление почв, абразия берегов и засоление дельт, размыв и уничтожение почв приморских дельт, загрязнение и содовое (щелочное) засоление вод и почв и др.

5. Загрязнение и химическое отравление почв:

— промышленное загрязнение почв — результат осаждения паров, аэрозолей, пыли или растворенных соединений подлютантов на поверхность почвы с атмосферными осадками;

— сельскохозяйственное загрязнение почв — результат неправильного применения пестицидов, внесение сверхнормальных доз минеральных и органических удобрений, отходов и стоков животноводческих ферм;

— радиоактивное загрязнение почв — природное или антропогенное накопление в почве радионуклидов в результате ядерных взрывов, аварийных выбросов на атомных предприятиях, утечки радиоактивных материалов, захоронении отходов атомной промышленности.

6. Деградация ландшафтов районов с распространением многолетней мерзлоты. Эти территории отличаются крайней неустойчивостью к воздействию антропогенных факторов. Неупорядоченное движение транспорта, перевыпас и другие процессы приводят к нарушению растительного покрова, что обуславливает протаивание мерзлых грунтов, развитие эрозионных процессов, разрушение почвенного покрова.

7. Разрушение почв военными действиями. Передвижение военной техники, строительство фортификационных сооружений, взрывы бомб, снарядов и т.д. приводят к деградации и даже полному разрушению почвенного покрова. Испытание и применение ядерного оружия вызывает радиоактивное загрязнение почв.

Деградация растительного покрова

К деградации растительного покрова ведут следующие антропогенные факторы: прямое уничтожение в ходе использования (рубка лесов, выкашивание, сбор с различными целями; стравливание домашними животными), при создании водохранилищ, в ходе открытых разработок ископаемых, при пожарах, в процессе распашки новых угодий; ухудшение условий жизни растений при орошении, осушении, засолении почв, изменении гидрологии водоемов, загрязнении среды токсичными хи­мическими веществами и элементами, заносе вредных организмов (возбудителей болезней, конкурентов) и др.

Особую тревогу вызывают темпы сведения тропических лесов, которые, связывая углекислый газ и выделяя кислород, являются так называемыми «легкими планеты».

В Красную книгу СССР (1984) вошло 603 вида редких высших растений. Среди них водяной орех, альдрованда, железное дерево, шелковая акация, дуб каштанолистный, самшит гирканский, платан пальчатколистный, туранга, фисташка, тис,падуб и др.

Одним из способов восстановления растительного покрова является лесовозобновление — выращивание леса на некогда вырубленных, выжженных и других лесных площадях. Лесовозобновление бывает двух типов: естественное — процесс образования леса естественным путем на безлесных (ранее лесных площадях), нарушенных промышленными разработками и т.п. территориях; искусственное — выращивание леса путем его посадки с последующим уходом за лесным молодняком.

Деградация животного мира

К сокращению или уничтожению видов животных ведут следующие антропогенные факторы: прямое уничтожение в результате промысла животных, добываемых ради меха, мяса, жира и пр., при применении химических веществ для борьбы с вредителями сельского хозяйства (при этом часто гибнут не только вредители, но и полезные для человека животные); ухудшена условий жизни животных в результате вырубки лесов, распашки степей, осушения болот, сооружения плотин, строительств городов, загрязнения атмосферы, воды, почвы и т.д.

К числу вымерших животных относятся тур, тарпан, морская (стеллерова) корова, бескрылая гагарка, очковый (стеллеров) баклан, голубая лошадиная антилопа, зебра кваггу, нелетающий, голубь дронт и др.

Одним из способов борьбы с деградацией животного мира служит акклиматизация — преднамеренное внедрение какого-либо вида в район, где он ранее не обитал, в целях обогащения естественных сообществ полезными для человека видами или уничтожения (путем конкуренции) вредных. Процесс акклиматизации обычно включает три фазы: интродукцию (ввоз), адаптацию (приспособление) и натурализацию (закрепление в биогеоценозе).

Радиоактивное загрязнение окружающей среды

Радиоактивность — способность нестабильных ядер элементов (радиоактивных изотопов, радионуклидов) к самопроизвольному распаду. Следствием ядерного распада является ионизирующая радиация в виде потока α- и β-частиц, γ-квантов и нейтронов. Радиоактивность измеряется специальными счетчиками

Радиоактивное излучение является канцерогенным (вызывает раковые заболевания) и мутагенным (увеличивает частоту мутаций) фактором.

На процесс поглощения и накопления радиоактивных изотопов живыми организмами влияют многие факторы.

1. Природа радиоактивных элементов. Наибольшее значение имеют изотопы с длинным периодом полураспада и особенно те, которые накапливаются в тканях: 90Sr в костях и 132I в щитовидной железе.

2. Очень высокая специфичность коэффициента концентрации, который представляет отношение элемента в организме к его количеству в окружающей среде. Этот коэффициент изменяется в очень широких пределах, от 1 до 200, а иногда и значительно больше. Поэтому некоторые организмы благодаря извлечению радиоактивных элементов из окружающей среды сами становятся токсичными.

3. Содержание в окружающей среде элементов-антагонистов. Отмечено, что в пищевых пенях радиоизотопы способны вступать в конкурентные отношения с другими химическими элементами. Чем меньше содержание соответствующих элементов в окружающей среде, тем большее значение приобретают изотопы. Так живущие в бедной среде организмы загрязняются быстрее, чем обитающие в богатой. Овцы, пасущиеся на бедных кислых торфянистых почвах (рН 4,3), имеют коэффициент концентрации в костях 90Sr равный 714 против 115 на бурой пустынно-степной почве с рН 6,8.

4. Вид и возраст организмов. Радиочувствительность разных организмов весьма различна. Установлено, что микроорганизмы более чувствительны к α- и β-лучам, а крупные организмы — к γ-лучам. По степени устойчивости к радиации живые организмы образуют ряд: бактерии насекомые млекопитающие. Молодые особи обладают большей радиочувствительностью и большей интенсивностью поглощения радио­нуклидов, чем старые.

Различают естественную и искусственную радиоактивность.

Естественная радиоактивность вызывается естественными радиоактивными изотопами, которые всегда в тех или иных количествах присутствуют в биосфере.

Искусственная радиоактивность обусловлена поступлением в биосферу радиоактивных изотопов, образующихся в результате атомных и термоядерных взрывов, в виде отходов атомной промышленности или в результате аварий на атомных предприятиях. Образование изотопов в почвах может происходить вследствие наводящей радиации. Наиболее часто искусственное радиоактивное загрязнение объектов биосферы вызывают изотопы 235U, 238U, 239Pu, 129I, 131I, 144Ce, 140Ba, 106Ru, 90Sr, 137Cs и т.д.

Экологические последствия радиоактивного загрязнения заключаются в следующем. Включаясь в биологический круговорот, радионуклиды через растительную и животную пищу попадают в организм человека и, накапливаясь в нем, вызывают радиоактивное облучение. Радионуклиды, подобно многим другим загрязняющим веществам, постепенно концентрируются в пищевых цепях.

В настоящее время четко проявляется тенденция увеличения роли локального антропогенного радиационного фактора по сравнению с глобальным радиационным фоном.

В 1986 г. произошла авария на Чернобыльской АЭС. По своим глобальным последствиям она является крупнейшей экологической катастрофой в истории человечества. Искусственными радионуклидами были загрязнены значительные территории Украины, Белоруссии, России, Польши, Румынии, Финляндии, Швеции, Венгрии и других европейских государств. В радиусе 30 км от реактора полностью прекращена деятельность человека. В этой зоне значительно пострадали хвойные леса (произошло загрязнение радионуклидами бассейна Днепра, а также бассейнов Дуная, Днестра. Волги, Дона и других речных систем, В пострадавших районах резко повысилась заболеваемость анемией, сердечно - сосудистыми болезнями, раковыми заболеваниями, участились вспышки инфекций, резко уменьшились показатели рождаемости и пр.

Проблема отходов

По агрегатному состоянию отходы делятся на жидкие, твердые и газообразные

По происхождению отходы делятся на бытовые (коммунальные), промышленные, сельскохозяйственные, строительные и др. Наиболее серьезные экологические пробле­мы связаны с твердыми бытовыми и радиоактивными отходами..

Твердые бытовые отходы (ТБО) вывозятся за пределы городов на специально отведенные территории, где часто сжигаются. В развитых странах часть ТБО уничтожается в специальных мусоросжигательных установках. При этом в одних случаях вырабатывается электроэнергия, в других — пар, которым отапливаются близлежащие предприятия или жилые кварталы. Часть образующихся отходов является токсичными (опасными) — способными вызывать отравления или иные поражения живых организмов. Это прежде всего неиспользованные пестициды, отходы, содержащие канцерогенные и мутагенные вещества и др. В России 10% от всей массы ТБО относят к токсичным отходам.

Радиоактивные отходы (РАО) — неиспользуемые радиоактиные вещества, образующиеся при работе ядерных реакторов и применении радиоактивных изотопов. РАО классифицируются по различным признакам: по агрегатному состоянию на твердые, жидкие и газообразные; по периоду полураспада на короткоживущие (менее 1 года), среднего времени жизни (от 1 года к) 100 лет) и долгоживущие (более 100 лет); по удельной активности на низкоактивные (менее 0,1 Ки/м2), среднеактивные (0,1 — 1000 Ки/м2) и высокоактивные (свыше 1000 Ки/м2); по составу излучения на α, β, γ-излучатели и нейтронные излучатели.

Существуют различные способы утилизации и захоронения радиоактивных отходов. Как правило, высокоактивные отходы концентрируются и изолируются, низкоактивные — разбавяются и распыляются, загрязняя окружающую среду. Изоляция осуществляется путем захоронения отходов в специальных емкостях на значительную глубину в земную кору (в брошенные шахты, штольни, соляные кони, скважины в скальных породах и пр.) или в глубокие впадины морского дна.

В России радиоактивные отходы обычно концентрируются при АЭС или в отдельно расположенных хранилищах, где отходы выдерживаются, снижая радиоактивность. К сожалению, существующие методы обезвреживания (цементирование, остеклование, битумирование, а также сжигание РАО в керамических печах) представляет значительную опасность для окружающей среды. Для захоронения РАО на территории России имеется 15 полигонов.

Проблема диоксиновой опасности

Диоксиновая опасность связана с попаданием в природную окружающую среду самых ядовитых веществ, когда-либо синтезированных человеком — соединений типа диоксинов.

Это достаточно большая группа химических соединений, представляющих собой трициклические кислородсодержащие вещества, в которых атомы кислорода входят в состав циклической структуры. Классическим диоксином считается 2,3,7,8-тетрахлордибензолпарадиоксин, являющийся самым токсичным среди известных диоксинов.

Диоксины токсичнее, чем синильная кислота и ее соли — цианиды (например КСN). Они очень устойчивы и почти не разлагаются в природной среде и период их полураспада составляет 10 — 12 лет (в организме человека 6 — 8 лет). Попав в окружающую среду, диоксины включаются в пищевые цепи (сети) и накапливаются в них.

Токсичность диоксинов связана с тем, что они оказывают воздействие на рецепторы живых организмов, подавляя их жизненные функции, изменяя направление этих функций. Так, под влиянием диоксинов возможно рождение детей-уродов, появляются психические нарушения, возникают раковые опухоли, происходит расстройство иммунной системы, т.е. диоксины являются «химическим» СПИДом. Предельно допустимые количества потребления диоксинов составляют от 0,066 до 10 пг (1 пг (пикограмм) = 10~12 г) в сутки. Содержание диоксинов в воде не должно превышать 20 пг/л.

Диоксины плохо растворяются в воде, но растворимость их в жирах довольно велика. Они являются побочными продуктами при получении хлорпроизводных ароматических соединений, например трихлорфенола, а также некоторых гербицидов. Обнаружили диоксины и в отходах металлургической, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности. Диоксин присутствует в любой бумаге, так как целлюлозную массу хлорируют для отбеливания. Образуются диоксины и при сжигании мусора в мусоросжигательных печах, при сжигании мусора на свалках и ТЭЦ. Есть диоксины и в табачном дыме. Диоксины могут попадать в окружающую среду во время аварий на различных предприятиях. Так, в 1990 г. в Уфе ливневые стоки смыли отходы Уфимского ПО «Химпром», что привело к появлению в воде реки Белой фенола и диоксинов, которые через некоторое время обнаружили в Волге.

Для решения диоксиновой проблемы требуется разработка мер, препятствующих образованию данной группы соединений. Так, необходимо исключить применение хлора в целлюлозно-бумажной промышленности, разработать технологию переработки мусора, при которой не образуется диоксинов и т.д.

Проблема химического оружия и его уничтожения

Химическое оружие — это применение химических соединений для поражения сил противника, основанное на разных механизмах действия (это один из самых варварских способов ведения боевых действий). Впервые химическое оружие было применено в Первой мировой войне. Широко использовалось химическое оружие и во Второй мировой войне. В период «холодной войны» арсенал химического оружия пополнился новыми образцами эффективных токсических (ядовитых) соединений. В настоящее время ставится задача уничтожения запасов химического оружия, что вело к возникновению острейших экологических проблем.

По воздействию на организм различают вещества кожно-нарывного, общетоксического (иприт, люизит), нервнопаралитического действия (зарин, зоман), раздражающие и удушающие вещества («черемуха», газ-У). Существуют также вещества комплексного действия. Были разработаны и нетрадиционные виды химического оружия (гербицидное, диоксиновое и т.п.).

По устойчивости отравляющие вещества разделяют на стойкие (иприт, люизит) и нестойкие (синильная кислота, фосген и др.) Вещества, применяемые как химическое оружие, относительно нестойки, подвергаются саморазложению и должны быть малоопасны. Но даже самый «легко дегазируемый» зарин как опасное вещество проявляет себя через 20 лет. Крайне опасен являющийся эффективным мутагеном, — одной молекулы иприт достаточно, чтобы вызвать мутацию, действие иприта как мутагена может проявиться через 40 поколений.

Экологическая роль люизита аналогична иприту, но она усугубляется тем, что экологически опасны и продукты его разложения, так как они содержат мышьяк.

Очень сложны проблемы уничтожения химического оружия. Затопление, закапывание этих веществ не ликвидирует опасности; этих соединений, так как при их разложении могут образовываться экологически опасные вещества. Сжигание зачастую также малоэффективно, если не разработать технологию улавливания вредных соединений (например соединений мышьяка). Тем не менее эти проблемы необходимо решать, и над их разрешением работа ют современные ученые-химики, экологи, технологи.

Проблема пестицидов (ядохимикатов)

Пестицидами (ядохимикатами) называют вещества, которые применяются для уничтожения тех или иных организмов.

Пестициды имеют сложную классификацию по целям и областям использования, химическому составу и другим признакам, приведены некоторые группы пестицидов.

1. Аитигельминты — средства борьбы с гельминтами (червями).

2. Афициды — применяются для борьбы с тлями.

3. Бактерициды — средства борьбы с бактериями.

4. Гербициды — средства борьбы с сорными растениями .

5. Дефолианты — вещества, удаляющие листья растений.

6. Зооциды — химические средства для борьбы с грызунами.

7. Инсектициды — средства для борьбы с насекомыми.

8. Протравители семян — вещества для предпосевной обработки семян с целью борьбы с бактериальными и грибковыми заболеваниями.

9. Регуляторы роста растений — химические соединения, регулирующие развитие и рост растений.

10. Фунгициды — средства борьбы с паразитическими грибами.

Пестициды являются эффективными средствами борьбы с вредителями сельского хозяйства и повышают урожай культурных растений. Затраты на пестициды легко и быстро окупаются, что является экономической основой их применения. Однако, несмотря им высокий экономический эффект, необходимо учитывать их экологическое воздействие. Было обнаружено, что некоторые из применявшихся пестицидов плохо «усваиваются» окружающей средой (т.е. практически не разлагаются в течение длительного времени и сохраняют свои ядовитые свойства). Пестициды попадают в пищевые цепи и накапливаются в организмах животных и расте­ний, а затем негативно воздействуют на организмы, в которые пни попадают с пищей. Так, было запрещено использование ДДТ — вещества, являющегося одним из лучших зооцидов. Значительное применение дефолиантов в Узбекистане привело к нарушениям в природных экологических процессах и нанесло вред природной-окружающей среде.

В настоящее время ставится задача оптимизации в использовании пестицидов, замены химической борьбы с вредителями сельского хозяйства на биологические формы борьбы, применения более «мягких» пестицидов, разработки технологии таких соединений, которые легко разлагаются при обычных условиях и имеют малые периоды полураспада.

Проблема рационального использования удобрений

Удобрениями называют вещества, содержащие питательные элементы в усвояемой растениями форме, внесение которых или в почву, или в форме подкормок приводит к повышению урожайности культурных растений.

По происхождению различают органические, неорганические удобрения и органо-минеральные смеси. По составу удобрения разделяют на азотные, калийные, фосфорные, смешанные и комплексные.

По количеству питательного элемента, который необходим растению, удобрения разделяют на макроудобрения (нужны организму в больших количествах — азотные, фосфорные, калийные) и микроудобрения (необходимы растению в очень малых количествах — это соединения, содержащие медь, железо, марганец, иод и т.д.).

Удобрения только тогда будут эффективными, когда их использование будет оптимальным — нельзя вносить ни малые, ни очень большие дозы удобрений. Кроме того, большое значение имеют сроки и способы внесения удобрений. Технологию применения удобрений разрабатывают ученые в области сельского хозяйства, реализуют — агрономы и работники, занятые в сфере сельскохозяйственного производства. Было обнаружено, что азотные удобрения способствуют получению большой массы урожая, однако избыточное внесение азотных удобрений (как аммонийных, так и нитратных) приводит к получению экологически некачественной продукции — она содержит нитратный азот, оказывающий вредное воздействие на человека, и при определенных концентрациях нитратов такая продукция вызывает отравления, в ряде случаев приводящие к смерти.

Токсичность (ядовитость) нитратов проявляется следующим образом.

1. Первичная токсичность связана с воздействием собственно нитрат - ионов (NОз), при котором происходит угнетение процессов в дыхательной цепи, разобщение процессов окисления и фосфорилирования, нарушение обмена углеводов. Эта токсичность относительно невелика, больший вред приносят другие виды токсичности, связанные с превращением нитрат - ионов в организме человека и теплокровных животных.

2. Вторичная токсичность связана с превращением нитрат - ионов

Нитрит-ионы (NО2). Нитрит-ионы взаимодействуют с дыхательным пигментом — гемоглобином, который превращается в метгемоглобин (в гемоглобине содержится железо в форме Ре2+, а в метгемоглобине — в виде Ре3+). Метгемоглобин, в отличие от гемоглобина, не способен взаимодействовать с О2 и переносить его клеткам тела, т.е. происходит нарушение процессов дыхания, а приводит к появлению головных болей, головокружениям, рвете, снижению артериального давления и может даже возникнуть коматозное состояние.

3. Третичная токсичность нитратов связана с дальнейшими вращениями нитрит-ионов в нитрозосоединения, многие из которых обладают канцерогенными свойствами (способны вызывать раковые заболевания).

Нитраты, попавшие в организм, выводятся из него в течение 4—12 часов на 50 — 80 % (в зависимости от возраста — у молодых больше, у пожилых — меньше). Все рассмотренные превращения могут происходить в кишечном тракте и в крови. Соединения азота в организм животного могут поступать как в виде нитратов, так в виде нитритов и вследствие их инородности для организма они внесенные в повышенных дозах, вызывают отравление.

Следует отметить, что организмам растений неорганические соединения азота не приносят вреда, так как они необходимы процессов синтеза азотсодержащих соединений. Но наличие избытка азотных соединений приводит к тому, что растения накапливают их в себе, и если такие растения попадают в качестве пищи в организм теплокровного животного или человека, то они вызывают их отравление.

Избыточное количество неорганических соединений азота (нитратов, нитритов) может накапливаться не только в результате избыточного внесения неорганических азотных удобрений (селитр, аммонийных соединений), но и органических удобрений (навоз гуано и др.).

Экологически опасным является избыточное внесение и других макроудобрений — фосфорных, калийных. Эти удобрения (в их числе азотные) попадают в виде сточных, грунтовых и дождевых вод в водоемы и вызывают явление, называемое «эвтрофикацией» (бурное развитие растительности водоема, особенно фитопланктона, также взвешенных в толще поверхностных вод микроскопических водорослей).

Эвтрофикация сопровождается интенсивным поглощение кислорода и выделением большого количества сероводорода аммиака, что ведет к гибели рыб и других животных, в таки водоемах вода становится непригодной для питья и даже для купания.

Избыточное внесение различных удобрений не только приводит к получению некачественной продукции, загрязняет окружающую среду, но и увеличивает расходы на получение единицы продукции. Все это требует более рационального использования удобрений и оптимизации технологии их внесения.

Кроме рассмотренных выше экологических проблем, связанных с действием антропогенных факторов, существуют и другие проблемы, например:

1) биологические проблемы, связанные с деградацией и сокращением лесов, пастбищ, запасов рыбы и пушнины;

2) экологические проблемы, связанные с загрязнением основных компонентов биосферы (атмосферы, гидросферы и литосферы);

3) почвенно-геоморфологические проблемы, состоящие в процессах эрозии почв, оврагообразования, засоления и иного загрязнения почвенного покрова;

4) земельные проблемы, связанные с нерациональным земле­пользованием, урбанизацией, истощением недр, нерациональным и использованием и добычей полезных ископаемых;

5) ландшафтные проблемы, связанные с ухудшением и потерей природно-рекреационных качеств ландшафтов из-за нерациональной их эксплуатации, а также целый ряд других проблем, не указываемых и не рассматриваемых в данном пособии.

Все изложенное выше делает необходимым изучение основ промышленной экологии, влияния антропогенных факторов и производственной деятельности человека (составной части антропогенною воздействия на природу) на природную окружающую среду, а также основ и принципов природоохранной деятельности.