Лекція 3 Забруднення навколишнього середовища

 

 Антропогенне забруднення навколишнього середовища

 Екологічні проблеми атмосфери. Охорона атмосферного повітря

 Екологічна безпека гідросфери. Охорона водних ресурсів

 Антропогенний вплив на ґрунтовий покрив.

Охорона та раціональне використання ґрунтів

 

3.1. Антропогенне забруднення навколишнього середовища

 

З появою людини на планеті Земля велику роль у глобальній екосистемі стали відігравати взаємовідносини суспільства і природи. Особливо швидко посилюється вплив суспільства на природу у зв’язку з розвитком виробництва.

Взявши у природи 100 одиниць речовини, людство використовує лише 3–4, а 96 одиниць перетворює у відходи.

Внаслідок спалювання палива, вміст вуглекислого газу в атмосфері за останні 30 років зріс на 25–30 %. За передбаченням футурологів, це може призвести вже в найближчі роки до підвищення середньої температури на 1,5–2 ºС і збільшення площі пустель.

Щорічно світова промисловість скидає в річки понад 160 млн м3 шкід­ливих скидів, у ґрунти вноситься 500 млнт мінеральних добрив і близько 4 млн т пестицидів, більша частина яких накопичується у ґрунтах, а згодом виноситься поверхневими водами в річки, озера, моря та океани.

Вся планета нині страждає від антропогенного тиску, він проявляється через забруднення навколишнього середовища, виснаження природних ресур­сів і деградацію екосистем.

До основних антропогенних забруднювачів довкілля, крім шкідливих речовин, що викидаються промисловими підприємствами, пестицидів і мінеральних добрив, що застосовуються в сільському господарстві, забруднень від усіх видів транспорту, також належать транспортні та виробничі шуми, іонізуюче випромінювання, вібрації, світлові та теплові впливи.

Забруднення – це поява у довкіллі нових нехарактерних речовин, збіль­шення концентрації існуючих речовин, зміна фізичних полів, поява нових різновидів чи неконтрольоване збільшення чисельності існуючих живих організмів.

Речовини, які спричиняють забруднення навколишнього середовища, називаються забруднювачами, абополютантами.

Забруднювачі і забруднення довкілля класифікують за такими ознаками:

– походженням – матеріальні (механічні, хімічні, біологічні) і енергетичні (фізичні);

– тривалістю дії – стійкі, нестійкі, напівстійкі, середньої стійкості;

– впливом на біоту – прямої й непрямої дії;

– характером – навмисні, супутні, аварійно-випадкові.

Механічні забруднювачі – це різні тверді частинки або предмети (викинуті як непотрібні, відпрацьовані, невикористані) на поверхні Землі, в ґрунтах, воді, повітрі.

Хімічні забруднювачі – це тверді, газоподібні й рідкі речовини, хі­мічні елементи та сполуки штучного походження, які надходять у біосферу й порушують природні процеси кругообігу речовин та енергії.

Фізичні забруднення – це зміни теплових, електричних, електромагнітних, світлових, радіаційних полів у природному середовищі, шуми, вібрації, які створює людина.

Біологічні забруднення – це поява в природі в результаті діяльності людини нових різновидів живих організмів, підвищення патогенності паразитів та збудників хвороб, а також спровоковане діяльністю людини катастрофічне розмноження окремих видів.

До матеріальних належать різні атмосферні забруднення, стічні води, тверді відходи. До енергетичних – теплові викиди, шуми, вібрації, електромагнітні поля, ультразвукове, інфразвукове, світлове, інфрачервоне, ультрафіолетове, іонізуюче, електромагнітне випромінювання.

До стійких належать забруднювачі, які довго зберігаються у природі. Нестійкі забруднювачі швидко розкладаються, розчиняються нейтралізуються в природному середовищі під впливом різних факторів і процесів.

Навмисні забруднення – це протизаконні викиди й скиди шкідливих відходів виробництва у водні об’єкти, повітря й на земельні ділянки, цілеспря­моване знищення лісів, пасовиськ, перевилов риби, браконьєрство, неправильне використання земель, природних вод тощо.

Супутні забруднення – це поступові зміни стану атмосфери, гідросфери, літосфери й біосфери в окремих районах, регіонах і на планеті в цілому в результаті діяльності людини (опустелювання, висихання боліт, зникнення малих річок, поява парникового ефекту тощо).

 

3.2. Екологічні проблеми атмосфери.

Охорона атмосферного повітря

 

У результаті антропогенної діяльності відбувається забруднення атмосфери, що призводить до зміни хімічного складу повітря.

Забруднення атмосфери – це рідкі, тверді і газоподібні речовини, що надходять в атмосферу внаслідок діяльності людини, а також фізіологічного життя людей і тварин у понаднормовій кількості.

Промислові викиди в атмосферу також поділяють:

– за організацією відведення і контролю – організовані і неорганізовані;

– за температурою газів, що викидаються – нагріті (температура вище температури атмосферного повітря) і холодні;

– за ознаками очищення – викиди без очищення та очищені викиди.

Великі концентрації домішок та їх міграція в атмосферному повітрі призводить до утворення токсичних речовин (смог, кислоти), або до таких явищ, як парниковий ефект та руйнування озонового шару.

Хімічні реакції, які відбуваються у повітрі, призводять до виникнення димних туманів – смогів.

Небезпечними є сірчисті сполуки й оксиди азоту, які містять кислотні дощі. Кислотні дощі стали дуже поширеним явищем, вони можуть випадати на відстані багатьох сотень і тисяч кілометрів від джерела викиду забруднюючих речовини.

Кислотні дощі залишають на листі дерев чорні плями, закислюють озера й ґрунти, змінюють їх хімічний склад.

Промислові викиди в атмосферу порушують озоновий шар, який захищає Землю від ультрафіолетового опромінення, яке може викликати фізіологічні зміни в організмах, призводити до розриву молекул білків, мутацій,загибелі живих організмів. Виявлено різке зменшення шару озону над Антарк­тидою – своєрідну “озонову дірку”.“Озонова дірка” існує не постійно, а близько місяця на рік, переважно в жовтні. Вона розширюється в бік Австралії, Південної Америки й Африки. “Озонова дірка” – це гігантський атмосферний вихор, який циркулює проти стрілки годинника.

Постійне збільшення кількості спалюваного органічного палива приз­водить до підвищення у повітрі концентрації СО2. У земній атмосфері вуглекислий газ діє як скло в парнику: пропускає сонячне світло, але затримує тепло розігрітої Сонцем поверхні Землі. У 1860 р. вміст СО2 в атмосфері становив 0,027 %, на початку ХХ ст. – 0,029 %, а сьогодні – 0,034 %. Прогнози показують, що до середини ХХІ ст. його вміст подвоїться. Це призведе до різкогопосилення парникового ефекту. У чому ж небезпека парникового ефекту? Як свідчать підрахунки вчених, підвищення середньої річної температури Землі на 2,5 ºС викличе зміни, більшість з яких буде мати негативні наслідки. Найнебезпечнішими для людства є два наслідки парникового ефекту: значне збільшення посушливості в середніх широтах (у т.ч. в Україні); підйом рівня Світового океану на 2–3 м за рахунок танення полярних льодовиків.

З метою попередження забруднення атмосферного повітря здійснюють такі заходи:

– встановлюють нормативи якості атмосферного повітря, такі як гранично допустима концентрація забруднюючої речовини, гранично допустимий викид забруднюючої речовини, та контролюють їх дотримання;

– створюють санітарно-захисні зони навколо підприємств, які є забруднювачами атмосферного повітря;

– очищують викиди забруднюючих речовин; існують механічні, фізико-хімічні і хімічні методи очистки викидів.

 

3.3. Екологічна безпека гідросфери. Охорона водних ресурсів

 

Проблема забезпечення потрібної кількості та якості води є однією з найбільш важливих і має глобальне значення.

Вода – головна складова гідросфери, речовина біосфери і середовище, в якому зародилося й продовжує функціонувати життя. Вода є середовищем для проживання багатьох рослин і тварин. Призначення її як природного ресурсу полягає у забезпеченні життєвих потреб рослин, тварин та людини. Вода є “будівельним матеріалом” для організмів і необхідна для забезпечення їх життєвих функцій. Частка біологічної води, що входить до складу живихорганізмів, становить 0,003 % загальних запасів гідросфери. Людина для задо­волення своїх життєвих потреб щодоби споживає 2–2,5 л чистої прісної води.

Залежно від вмісту солей воду поділяють на прісну, солону, солонувату та слабко солонувату. Люди для задоволення своїх потреб, а також для виробничих і господарських цілей використовують, в основному, прісну воду.

Маса прісної води на земній кулі становить 31 млн км3, основна її кіль­кість (96 %) зосереджена в льодовиках Гренландії, Антарктиди, гірських масивів, в айсбергах та зоні вічної мерзлоти. З усієї кількості прісної води тількиблизько 1 % використовується людством для задоволення своїх потреб. Значні запаси прісної води, яка входить до складу мінералів, зосереджені у верхній частині земної кори на різних глибинах. За підрахунками В.І. Вернадського, її запаси становлять 1,3 млрд км3, що дорівнює запасам вод Світового океану. В атмосфері вода перебуває у вигляді водяної пари і конденсату (краплі води та льоду). Підземні води складають 4 %, води льоду й снігу – 2 %, рік, озер та боліт – 0,4 % загальних запасів Землі.

Усі галузі господарства за відношенням до водних ресурсів поділяють на користувачів і споживачів.Користувачі використовують воду як середовище або джерело енергії та не забирають її з джерел (водний транспорт, рибальство, туризм, гідроелектростанції). Споживачі забирають воду з джерел і використовують її за призначенням (пиття, приготування їжі, вирощування сільськогосподарської продукції, здійснення технологічних процесів на виробництві тощо).

У багатьох випадках вода після використання частково або повністю повертається до джерел, але із зміненою якістю. Найбільше прісної води використовує сільське господарство (70 %).

Обсяг спожитої води в промисловості оцінюється водоємністю виробництва. Споживання води населенням характеризується питомим водоспоживанням.

Для споживача потрібна вода певної якості. Якість води – це сукупність фізичних, хімічних, біологічних та бактеріологічних показників, які задовольняють вимоги споживачів.

Основними джерелами забруднення природних вод є атмосферні опади, стоки з сільськогосподарських полів, ферм та інших об’єктів, міські і промислові стічні води, водний транспорт.

Джерела забруднення водних об’єктів класифікують за:

– походженням – природні та антропогенні;

– локалізацією впливу на водні об’єкти – точкові, лінійні і площинні;

– тривалістю дії джерела – постійні, періодичні та епізодичні.

Вплив на водні об’єкти може зумовлювати механічне, хімічне, фізичне і біологічне забруднення. Механічне забруднення – це забруднення твердими нерозчинними речовинами. Хімічне – полягає у наднормативному вмісті хімічних речовин у воді. Фізичне – це підвищення температури води чи вмісту радіонуклідів. Біологічне забрудненнязумовлене надходженням у водний об’єкт хвороботворних мікроорганізмів, яєць гельмінтів, грибів і дрібних во­доростей.

Для охорони водних ресурсів здійснюють такі заходи:

– встановлюють нормативи якості води, такі як гранично допустима концентрація забруднюючої речовини, гранично допустимий скид забруднюю­чої речовини, граничнодопустиме екологічне навантаження на водний об’єкт, та контролюють їх дотримання;

– очищують стічні води перед скиданням у водойму; методи очистки стічних вод поділяють на механічні, хімічні, фізико-хімічні і біологічні.

 

3.4. Антропогенний вплив на ґрунтовий покрив.

Охорона та раціональне використання ґрунтів

 

Ґрунт – це органо-мінеральне утворення, що виникло з гірських порід в результаті багаторічної спільної діяльності живих організмів, води, повітря, сонячного тепла та світла.

Ґрунт забезпечує рослини поживними речовинами та водою. Він транс­формує кліматичні фактори, відіграє велику роль у кругообігу речовин.

Сучасний стан ґрунтового покриву залежить від діяльності людини. Щорічно через вплив на ґрунти вітру, дощу, внаслідок хімізації сільського гос­подарства, будівництва міст і доріг, кар’єрів і шахт у світі втрачається 5–7 млн гародючих земель. Разом з врожаєм людина забирає з ґрунту значну кількість органічних і мінеральних речовин, і таким чином збіднює його.

Найбільш небезпечними для ґрунтів є ерозія і хімічні забруднення.

Ерозія ґрунту – це різноманітні процеси руйнування ґрунту і переміщення продуктів руйнування водою і вітром. Ерозію, залежно від факторів, які її зумовлюють, поділяють на водну і вітрову.

Ерозія ґрунту – процес незворотний, все що винесено з ґрунту водою чи вітром, назавжди втрачено для землеробства. Залежно від прояву ерозії ґрунти поділяють на дуже еродовані, середньоеродовані та еродовані.

Для ґрунтів характерне механічне, хімічне і біологічне забруднення. Ґрунт стійкіший до забруднення, ніж повітря чи вода, але він довше залишається у забрудненому стані. За ступенем забруднення ґрунти поділяються насильнозабруднені, середньозабруднені, слабкозабруднені.

Природні процеси (міграція, перетворення, розклад, вимивання, вивіт­рювання, сонячна радіація, клімат) сприяють самоочищенню ґрунтів. Здатність ґрунтів до самоочищення має певні межі, які слід враховувати при організації сільськогосподарської, виробничої та господарсько-побутової діяльності.

Час самоочищення – це інтервал, протягом якого відбувається змен­шення масової частки речовини, що забруднює ґрунт, на 96 % від початкового значення або до фонового значення вмісту забруднюючої речовини у ґрунті.

Для самоочищення ґрунтів, а також для їх відновлення потрібно багато часу, який залежить від характеру забруднення та природних умов. Процес самоочищення ґрунтів триває від декількох днів до декількох років, а процес відновлення порушених земель – сотні років.

З ґрунту хімічні речовини частково переходять у рослини, а з рослин, разом із їжею, потрапляють в організми тварин та людей і можуть зумовлювати отруєння і різноманітні хвороби.

Найбільш небезпечним є забруднення ґрунтів канцерогенами. Основ­ними джерелами канцерогенних забруднень є вихлопні гази двигунів усіх видів транспорту, а також викиди котелень та промислових підприємств. Забруднення ґрунтів канцерогенами фіксується на віддалі до 5 км від доріг та джерел викидів.

Патогенні мікроорганізми, які потрапляють у ґрунт та розмножуються в ньому, можуть бути збудниками інфекційних захворювань.

Для збереження та охорони ґрунтів здійснюють такі заходи:

– запобігають ерозії ґрунтів, зменшують її інтенсивність, ліквідовують наслідки;

– контролюють вміст забруднень у ґрунті;

– здійснюють меліорацію забруднених ґрунтів, яка полягає у промиванні ґрунту в результаті якого забруднюючі речовини вимиваються з ґрунту або переходять у малорозчинну форму. Також, під час меліорації можна перемішувати забрудненні ґрунти з незабрудненими, здійснювати мікробіологічну очистку, вапнувати, використовувати сорбенти;

– раціонально використовують родючі ґрунти, зберігають ґрунтовий покрив при інженерно-будівельній діяльності;

– здійснюють рекультивацію порушених земель.

Рекультивація – це комплекс робіт, які направлені на відновлення їх продуктивності.