1 Нормування забруднень.

Основні терміни теми: забруднення, забруднювачі (полютанти), джерела забруднень, гранично допустимі концентрації (ГДК) шкідливих речовин, гранично допустимі викиди (ГДВ) забруднювачів, гранично допустимі екологічні навантаження (ГДЕН), максимально допустимий рівень (МДР), кризисні екологічні ситуації (КЕС), санітарно-захисні зони (СЗЗ).

До недавнього часу ( приблизьно до XIII ст., коли чисельність населення становила 300-350 млн. чоловік) природа активно переробляла всі надходження речовин у біосферу, тобто відбувалося самоочищення. Продукти життєдіяльності всіх організмів, включаючи й людину, були переважно органічного походження. Люди використовували для своїх потреб натуральну сировину (деревину, льон, бавовну, шкіру, різні жири та природні барвники, глину тощо. Відходи, що при цьому утворювалися, залучалися силами природи в кругообіг речовин, відбувалося їх природне самоочищення (окисні та відновнні реакції, розклад речовин, активна діяльність мікроорганізмів, розчинення, розсіювання, засвоєння елементів рослинами). Знаряддя праці чи предмети вжитку, хоча й мали неорганічну природу, використовувались у відносно невеликій кількості, і це не становило загрози для навколишнього природного середовища. Проте в подальшому, із зростанням чисельності населення, значно збільшувалися його потреби, для задоволення яких людство почало залучати багато нових речовин (порох, кислоти, пізніше – синтетичні пральні порошки, важкі метали, радіонукліди, нітрати, різні хімічні препарати для боротьби з шкідниками сільського господарства тощо), які були не властиві природі і за відносно невеликий проміжок часу вона не встигала до них адаптуватися, тобто вони не включалися в природний процес колообігу речовин. Це призвело до їх накопичення тисячами тонн у грунтах, водоймах та підземних водах і в подальшому стало завдавати значної шкоди екосистемам загалом і людині зокрема.

Отже, забруднення – це внесення у навколишнє середовище, або виникнення у ньому нових, зазвичай не характерних хімічних, фізичних, біологічних, інформаційних чи будь-яких інших агентів і факторів, або внесення в надлишковій кількості будь-яких уже відомих речовин, які чинять шкідливий вплив на природні екосистеми й людину і яких природа не здатна позбутися самоочищенням. Речовини, які спричинюють забруднення навколишнього природного середовища, називають забрудниками, або полютантами.

До техногенних речовин відносять різні хімічні елементи та сполуки, які утворюються в результаті антропогенної діяльності. Їх розділяють на три групи:

1. Техногенні сполуки, звичайні для природних умов, - оксиди вуглецю, азоту, сірки та інш.

2. Техногенні сполуки, які виникли у біосфері в результаті природних процесів, але існували в ній лише в межах певних і зазвичай мало поширених зовнішніх умовах, - озон, ряд вуглеводів та металів.

3. Техногенні сполуки, які не мають природних аналогів, - синтетичні полімери пестицити різні сплави та метали.

Сучасна роль людини в довкіллі за своєю могутністю є глобальною і незрівнянно вищою за роль будь-якою групи організмів. Через її господарську діяльність видозмінюються склад і структура біотичного кругообігу, прискорюється перебіг природних процесів, що неминуче призводить до порушення біосферної рівноваги.

Основними джерелами антропогенного забруднення середовища є виробники енергії (ТЕС, АЕС, ГРЕС, сотні тисяч котельних), усі промислові об’єкти (в першу чергу металургійні, хімічні, нафтопереробні, цементні, целюлозно-паперові), екстенсивне, перехімізоване сільськогосподарське виробництво, військова промисловість і військові об’єкти, автотранспорт та інші види транспорту (морський, річковий, залізничний, повітряний), гврниче виробництво. Вони забруднюють довкілля сотнями токсичних речовин, шкідливими фізичними полями, шумами, вібраціями, теплом.

Внаслідок постійного антропогенного впливу на живі природні системи багато видів живих організмів вже зникли, або перебувають на межі зникнення. Тих чи інших змін зазнала територія, що становить 20% поверхні суші. За всю історію цивілізації деградували близько 20млн.км² загальної площі Землі, тобто більше за площу орних земель, які використовуються нині.

Всі зміни в природі відбуваються за принципом ланцюгової реакції, коли одне порушення спричинює інші, які часто відбуваються з великим прискоренням.

Безпосередніми об’єктами забрудненнями є атмосфера, вода, грунт, а жертвами цього забруднення стають людина, рослини, тварини. Щороку в біосферу викидається в середньому 5 млрд.т твердих відходів, 250 млн.т дрібнодисперсних аерозолів, 200 млн.т оксиду вуглецю (ІІ), 150 млн.т оксиду сірки (ІІ), 50 млн.т оксидів азоту. В Світовому океані щороку складується понад 10 млн.т нафти, 300 млн.т заліза, 6,5 млн.т фосфору, 7 тис.т ртуті. Щороку на сільськогосподарських землях розпилюється понад 500 млн.т мінеральних добрив і 5 млн.т пестицидів, більша частина яких осідає в грунтах та виноситься поверхневими водами в річки, озера, моря та океани, в дуже значних кількостях накопичується в штучних водосховищах, які живлять водою промислові центри. Зараз на Землі не залишилося куточка, не забруднекного пестицидами. Рівень забруднення 65% сільськогосподарських угідь країн Західної Європи перевищив допустимі норми. Птахи, ссавці, риби та корисні комахи гинуть під час застосування пестицидів на полях, особливо при їх внесенні за допомогою авіації. Безпосередній вплив на людину полягає в уражені та зміні функцій печінки, захворювання центральної нервової, сердцево-судинної та дихальної систем. Пестициди негативно впливають на репродуктивну функцію людини. На сьогодні в Україні накопичено 11 тонн застарілих пестицидів. Проблема їх утилізації не вирішена. Багато сховищ, де вони зберігаються, знаходяться в незадовільному стані.

За останніх 45 років використання мінеральних добрив зросло в 43 рази, а отрутохімікатів – у 10 разів. Хоча за рахунок цього і вдалося тимчасово підвищити врожайністьзернових та деяких інших культур вдвічі, картосплі й буряків на 15 –20 %, однак багаторазово зросло й забруднення грунтів, грунтових вод і вирощуваних продуктів. Тому в районах підвищеної хімізації сільського господарства захворюванність дітей у 3-3,5 рази вища, ніж у районах з мінімальною хімізацією.

Внаслідок потрапляння в атмосферу відпрацьованих газів (а це суміш близько 200 речовин, серед яких оксид вуглецю (IV), оксид вуглецю (ІІ), оксид сірки (ІV), альдегіди, токсичні сполуки свинцю, та інш.) змінюється атмосферне повітря. Так, внаслідок спалювання палива частка вуглекислого газу в атмосфері збільшилася за останні 30 років на 25-30%. За передбаченням футурологів, це може призвести на початку XXI століття до підвищення середньої температури на 1,5-2 ⁰С і зростання площі пустель.

Відомо, що за останні 100 років людство в більше ніж тисячу разів збільшило енергетичні ресурси; за останні 35 років відбулося збільшення більш ніж у 2 рази обсягів індустріальної і сільськогосподарської продукції. Загальний об’єм товарів і послуг у розвинутих країнах через кожні 15 років зростає в 2 рази. Звідси відповідно збільшується і кількість відходів господарської діяльності, які забруднюють атмосферу, водойми, грунт.

Взявши у природи 100 одиниць речовини, людство використовує 3-4, а 96 одиниць потрапляє у відходи. В розрахунку на кожного мешканця індустріально розвинутих країн, щорічно добувається близько 30 тонн природних ресурсів, з них лише 1-1,5% набирає форми продукту, що споживається, а решта потрапляє у відходи.

Забруднення біосфери означає не просто внесення в грунт, воду чи повітря тих або інших чужорідних компонентів. У будь-якому випадку об’єктом забруднення є біогеоценоз. Надлишок одних речовин у природному середовищі або наявність інших призводить до зміни екологічних факторів (змінюються склад атмосфери, води, грунту тощо). При цьому порушуються процеси обміну речовин, знижується інтенсивність асиміляції продуцентів і біопродуктивність біогеоценозу загалом. Завдається велика шкода всім процесам життєдіяльності, яка в кінцевому підсумку призводить до екологічної кризи та екологічної катастрофи. Під екологічною кризою розуміють ситуацію, що виникла в природних екосистемах у результаті порушення рівноваги під дією стихійних природних явищ або в результаті антропогенних факторів (вирубування лісів, зарегулювання рік, забруднення атмосфери, гідросфери, грунтів тощо). Екологічна катастрофа – це зміни необоротного характеру. Що відбулися в екосистемах чи в біосфері.

 Забрудники, що потрапили в атмосферне повітря чи води Світового океану, переміщуються на значні відстані і можуть опинитися там, де їх раніше не було. Більшість з них активні і здатні взаємодіяти з живою речовиною. Ввійшовши до складу тканин і органів живих організмів, такі речовини здебільшого стають отрутою для живої природи.

Існують різні принципи класифікації забруднень навколишнього середовища. Розглядаючи процес забруднення біосфери в широкому розумінні з позицій теорії перешкод, Г.В. Стадницький і А.І. Радіонов (1988) запрпонували класифікувати їх на:

1) інгредієнтне (мінеральне та органічне) – забруднення речовинами, які не входять до складу біогеоценоза, тобто чужеродні їм (ядохимікати, стічні води тощо);

2) параметричне – зміна якісних параметрів навколишнього середовища (теплове, шумове, електромагнітне, вібраційне, радіаційне);

3) стаціально-деструктивне – порушення ландшафтів та екосистем у процесі природокористування, пов’язане з оптимізацією природи в інтересах людини (вирубування лісів, полювання і винищення тварин тощо).

Цю класифікацію вірніше було б назвати класифікацією перешкод, які заважають нормальному функціонуванню біосфери і завдають шкоди біогеоценозам та біотопам. Проте нас цікавить антропогенний тиск на біосферу. Насамперед наслідки впливу на біосферу техногенної діяльності людини. Тому в подальшому ми розглянемо клпасифікацію забруднень, які є наслідком техногенної діяльності людини.

Забруднення поділяють на природні, спричинені будь-якими природними, зазвичай катастрофічними чинниками (повені, виверження вулканів, селевий потік тощо), і антропогенні, що виникають внаслідок діяльності людей.

Антропогенні забруднення за типом походження поділяють на механічні, хімічні, фізичні та біологічні.

1) Механічні забруднення – це різні тверді частки та предмети (викинуті як непридатні, спрацьовані, вилучені з вжитку) на поверхні землі, в грунті, воді, повітрі, Космосі – від диму та пилу до уламків машин у кар’єрах і частин космічних апаратів і спутників у стратосфері й іоносфері.

2) Хімічні забруднення – тверді, газоподібні й рідкі речовини, хімічні елементи й сполукиштучного походження, які надходять у біосферу, порушуючи встановлені природою процеси кругообігу речовини й енергії.

3) Біологічні забруднення – різні організми, що з’явилися завдяки життєдіяльності людства – бактеріологічна зброя, нові віруси (збудники СНІДу, хвороби легіонерів, епідемій, інших хвороб), а також катастрофічне розмноження рослин чи тварин, переселених з доного середовища в інше людиною навмисне чи випадково.

4) Фізичні забруднення – це теплові, електричні, радіаційні, світлові забруднення,а також шуми, вібрації, гравітаційні сили, спричинені людиною.

 Теплові (термальні) забруднення виникають внаслідок підвищення температури середовища, головним чином у зв’язку з промисловими викидами нагрітих відхідних газів і води. Світлові забруднення пов’язані з порушенням природного освітлення місцевості в результаті дії штучних джерел світла, що производить до появи аномалій у житті тварин і розвитку рослин. Шумове забруднення є наслідком збільшення інтенсивності шуму понад природний рівень. Електромагнітне забруднення створюється в результаті зміни електромагнітних властивостей середовища (від ліній електропередач, радіо і телебачення тощо), що призводить до геофізичних аномалій і змін у біологічних структурах. Радіоактивне забруднення пов’язане з підвищенням природного радіаційного фону і концентрації в середовищі радіоактивних речовин.

Згідно з іншою класифікацією, техногенні забруднення поділяють на дві основні групи – матеріальні та енергетичні.

До матеріальних належать викиди в атмосферу (газоподібні, рідкі, тверді та змішані), стічні води (умовно чисті й брудні) та тверді відходи (нетоксичні й токсичні). До енергетичних віднесені теплові викиди, шум, вібрація, ультразвук, електромагнітні поля, світлове, лазерне, інфрачервоне, ультрафіолетове, йонізуюче та електронне випромінювання.

За ознакою взаємодії з навколишнім середовищем забруднення поділяють на стійкі, які не руйнуються впродовж тривалого часу, не знищуються самостійно природою (наприклад, пластмаси), і нестійкі, які негативно діють короткий час і швидко руйнуються чи знищуються під дією природних фізико-хімічних або біохімічних процесів.

За способом впливу на біоту забруднення поділяються на забруднення прямого та непрямого впливу.

Під навмисними забрудненнями розуміють цілеспрямоване знищення лісів, використання родючих земель і пасовиськ під забудову, утворення внаслідок техногенної діяльності людей кар’єрів, шламонакопичувачів, териконів, мулових майданчиків, неправильне використання поверхневих і підземних вод, мінеральних та інших природних ресурсів, вилов риби та ін.

Супутні забруднення – це поступові зміни стану атмосфери, гідросфери, літосфери й біосфери окремих районів та планети в цілому від комплексного негативного впливу антропогенної діяльності (опустелювання. Висихання боліт, озер, морів, поява кислотних дощів, потепління клімату через “парниковий” ефект, зменшення озонового шару).

Аварійно випадкові забруднення виникають випадково в результаті аварій.

Розглянемо найбільш поширені забруднювачі довкілля: