Глобальные проблемы человечества
кислорода. Атомарный кислород с молекулярным кислородом дают озон.
Казалось бы, последний, окисляя оксид азота, должен снова превращаться в
молекулярный кислород, а оксид азота - в диоксид. Но этого не
происходит. Оксид азота вступает в реакции с олефинами выхлопных газов,
которые при этом расщепляются по двойной связи и образуют осколки молекул
и избыток озона. В результате продолжающейся диссоциации новые массы
диоксида азота расщепляются и дают дополнительные количества озона.
Возникает циклическая реакция, в итоге которой в атмосфере постепенно
накапливается озон. Этот процесс в ночное время прекращается. В свою
очередь озон вступает в реакцию с олефинами. В атмосфере концентрируются
различные перекиси, которые в сумме и образуют характерные для
фотохимического тумана оксиданты. Последние являются источником так
называемых свободных радикалов, отличающихся особой реакционной
способностью. Такие смоги - нередкое явление над Лондоном, Парижем, Лос-
Анджелесом, Нью-Йорком и другими городами Европы и Америки. По своему
физиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны для
дыхательной и кровеносной системы и часто бывают причиной преждевременной
смерти городских жителей с ослабленным здоровьем.
Химическое загрязнение природных вод.
Всякий водоем или водный источник связан с окружающей его внешней
средой. На него оказывают влияние условия формирования поверхностного или
подземного водного стока, разнообразные природные явления, индустрия,
промышленное и коммунальное строительство, транспорт, хозяйственная и
бытовая деятельность человека. Последствием этих влияний является внесение
в водную среду новых, несвойственных ей веществ - загрязнителей, ухудшающих
качество воды. Загрязнения, поступающие в водную среду, классифицируют
по-разному, в зависимости от подходов, критериев и задач. Так, обычно
выделяют химическое, физическое и биологические загрязнения. Химическое
загрязнение представляет собой изменение естественных химических
свойств воды за счет увеличения содержания в ней вредных примесей, как
неорганической (минеральные соли, кислоты, щелочи, глинистые частицы),
так и органической природы (нефть и нефтепродукты, органические остатки,
поверхностно-активные вещества, пестициды).
Неорганическое загрязнение.
Основными неорганическими (минеральными) загрязнителями пресных и
морских вод являются разнообразные химические соединения, токсичные для
обитателей водной среды. Это соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути,
хрома, меди, фтора. Большинство из них попадает в воду в результате
человеческой деятельности. Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном, а
затем передаются по пищевой цепи более высокоорганизованным организмам.
Токсический эффект некоторых наиболее распространенных загрязнителей
гидросферы представлен в таблице:
|Вещество |Планктон |Ракообразные |Моллюски |Рыбы |
|Медь |+++ |+++ |+++ |+++ |
|Цинк |+ |++ |++ |++ |
|Свинец |- |+ |+ |+++ |
|Ртуть |++++ |+++ |+++ |+++ |
|Кадмий |- |++ |++ |++++ |
|Хлор |- |+++ |++ |+++ |
|Роданит |- |++ |+ |++++ |
|Цианид |- |+++ |++ |++++ |
|Фтор |- |- |+ |++ |
|Сульфид |- |++ |+ |+++ |
Степень токсичности (примечание):
- - отсутствует.
+ - очень слабая.
++ - слабая.
+++ - сильная.
++++ - очень сильная.
Кроме перечисленных в таблице веществ, к опасным заразителям водной среды
можно отнести неорганические кислоты и основания, обуславливающие широкий
диапазон рН[5] промышленных стоков (1,0 - 11,0) и способных изменять pН
водной среды до значений 5,0 или выше 18,0, тогда как рыба в пресной и
морской воде может существовать только в интервале рН 5,0 - 8,5. Среди
основных источников загрязнения гидросферы минеральными веществами и
биогенными элементами следует упомянуть предприятия пищевой промышленности
и сельское хозяйство. С орошаемых земель ежегодно вымывается около 6 млн.
т. солей. К 2000 году возможно увеличение их массы до 12 млн. т./год.
Отходы, содержащие ртуть, свинец, медь локализованы в отдельных районах у
берегов, однако некоторая их часть выносится далеко за пределы
территориальных вод. Загрязнение ртутью значительно снижает первичную
продукцию морских экосистем, подавляя развитие фитопланктона. Отходы,
содержащие ртуть, обычно скапливаются в донных отложениях заливов или
эстуариях рек. Дальнейшая ее миграция сопровождается накоплением
метиловой ртути и ее включением в трофические цепи водных организмов.
Так, печальную известность приобрела болезнь Минамата, впервые
обнаруженную японскими учеными у людей, употреблявших в пищу рыбу,
выловленную в заливе Минамата, в который бесконтрольно сбрасывали
промышленные стоки с техногенной ртутью.
Органическое загрязнение.
Среди вносимых в океан с суши растворимых веществ, большое значение для
обитателей водной среды имеют не только минеральные, биогенные элементы,
но и органические остатки. Вынос в океан органического вещества
оценивается в 300 - 380 млн. т./год. Сточные воды, содержащие
суспензии органического происхождения или растворенное органическое
вещество, пагубно влияют на состояние водоемов. Осаждаясь, суспензии
заливают дно и задерживают развитие или полностью прекращают
жизнедеятельность данных микроорганизмов, участвующих в процессе
самоочищения вод. При гниении данных осадков могут образовываться вредные
соединения и отравляющие вещества, такие как сероводород, которые приводят
к загрязнению всей воды в реке. Наличие суспензий затрудняют также
проникновение света в глубь воды, и замедляет процессы фотосинтеза. Одним
из основных санитарных требований, предъявляемых к качеству воды, является
содержание в ней необходимого количества кислорода. Вредное действие
оказывают все загрязнения, которые, так или иначе, содействуют снижению
содержания кислорода в воде. Поверхностно-активные вещества - жиры, масла,
смазочные материалы - образуют на поверхности воды пленку, которая
препятствует газообмену между водой и атмосферой, что снижает степень
насыщенности воды кислородом. Значительный объем органических веществ,
большинство из которых не свойственно природным водам, сбрасывается в реки
вместе с промышленными и бытовыми стоками. Нарастающее загрязнение водоемов
и водостоков наблюдается во всех промышленных странах. Информация о
содержании некоторых органических веществ в промышленных сточных водах
предоставлена ниже:
ЗАГРЯЗНЯЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА КОЛИЧЕСТВО В МИРОВОМ СТОКЕ
МЛН.Т./ГОД
1. Нефтепродукты.
26,563
2. Фенолы.
0,460
3. Отходы производств
синтетических волокон.
5,500
4. Растительные органические остатки. 0,170
5. Всего.
33,273
В связи с быстрыми темпами урбанизации[6] и несколько замедленным
строительством очистных сооружений или их неудовлетворительной
эксплуатацией водные бассейны и почва загрязняются бытовыми отходами.
Особенно ощутимо загрязнение в водоемах с замедленным течением или
непроточных (водохранилища, озера). Разлагаясь в водной среде,
органические отходы могут стать средой для патогенных организмов[7]. Вода,
загрязненная органическими отходами, становится практически непригодной
для питья и других надобностей. Бытовые отходы опасны не только тем, что
являются источником некоторых болезней человека (брюшной тиф,
дизентерия, холера), но и тем, что требуют для своего разложения много
кислорода. Если бытовые сточные воды поступают в водоем в очень больших
количествах, то содержание растворимого кислорода может понизиться ниже
уровня, необходимого для жизни морских и пресноводных организмов.
Загрязнение почвы.
Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы
