Реферат: Типы экологических кризисов. Критерии выхода из экологических кризисов

Химическое загрязнение соз­дается поступлением в воду раз­личных ядовитых веществ. Основ­ные источники химического загряз­нения — это доменное и сталели­тейное производство, предприятия цветной металлургии, горнодобы­вающая, химическая промышлен­ность и в большой мере экстенсив­ное сельское хозяйство. Кроме пря­мых сбросов сточных вод в водоемы и поверхностного стока, надо учитывать также попадание загрязнителей  на  поверхность воды непосредственно из воздуха.

В табл. 3 приведены скорости загрязнения поверхностных вод ядовитыми тяжелыми металлами (по данным тех же авторов, что и сведения о загрязнении металлами воздуха и почвы). В эти данные вхо­дит 30 процентов массы металлов, поступающих в атмосферный воздух.

Как и в загрязнении атмосферы, в загрязнении поверхностных вод (и, несколько забегая вперед, вод океана) среди тяжелых металлов пальму первенства держит свинец: у него отношение искусственного источника к естественному превы­шает 17. У других тяжелых метал­лов — меди, цинка, хрома, никеля, кадмия искусственный источник поступления в природные воды также больше естественного, но не настолько, как у свинца. Большую опасность представляет загрязне­ние ртутью, попадающей в природ­ные воды из воздуха, лесов и полей, обрабатываемых пестицида­ми, а иногда и в результате про­мышленных сбросов. Исключи­тельно опасен сток вод из ртутных месторождений или рудников, где ртуть может переходить в раство­римые соединения. Эта угроза делает крайне опасными проекты водохранилищ на алтайской реке Катунь.

В последние годы существенно увеличилось поступление в поверх­ностные воды суши нитратов из-за нерационального применения азот­ных удобрений, а также из-за уве­личения выбросов в атмосферу с выхлопными газами автомобилей. Это же относится и к фосфатам, для которых, помимо удобрений, источником служит все более широкое применение различных моющих средств. Опасное химичес­кое загрязнение создают углеводо­роды — нефть и продукты ее пере­работки, которые попадают в реки и озера как с промышленными сбросами, в особенности при добыче и транспортировке нефти, так и в результате смыва с почвы и выпадения из атмосферы.

Разбавление  сточных  вод. Чтобы сделать сточные воды более или менее пригодными для исполь­зования, их подвергают многократ­ному разбавлению. Но правильнее было бы сказать, что при этом чистые природные воды, которые могли быть использованы для любых целей, в том числе для питья, становятся менее пригод­ными для этого, загрязненными. Так, если считать обязательным разбавление в 30 раз, то, например, для разбавления 20 кубокилометров сточных вод, сбрасываемых в Волгу, понадобилось бы 600 кубокилометров чистой воды, что более чем вдвое превышает годовой сток этой реки (250 кубокилометров). Для разбавления всех сбрасывае­мых в реки стоков в нашей стране потребовалось бы 4500 кубокило­метров чистой воды, то есть почти весь речной сток в СССР, состав­ляющий 4,7 тысячи кубокиломе­тров. Это значит, что в нашей стране уже почти не осталось чистых поверхностных вод.

Разбавление сточных вод сни­жает качество воды в природных водоемах, но обычно не достигает своей главной цели — предотвра­щения вреда для здоровья людей. Дело в том, что вредные примеси, содержащиеся в воде в ничтожных концентрациях, накапливаются в некоторых организмах, употребля­емых людьми в пищу. Сначала ядо­витые вещества попадают в ткани мельчайших планктонных организ­мов, затем они накапливаются в организмах, которые в процессе дыхания и питания фильтруют большое количество воды (моллюски, губки и т. п.) и в конечном итоге как по пищевой цепи, так и в про­цессе дыхания концентрируются в тканях рыб. В результате концент­рация ядов в тканях рыб может стать больше, чем в воде, в сотни и даже тысячи раз.

В 1956 году в Минамата (остров Кюсю, Япония) разразилась эпиде­мия неизвестной болезни с полным расстройством       центральной нервной системы. У людей ухудши­лись зрение, слух, нарушалась речь, терялся разум, движения ста­новились неуверенными, сопрово­ждались дрожью. Болезнь Минамата охватила несколько сотен человек, в 43 случаях был зареги­стрирован смертельный  исход. Оказалось, что виновником был химический завод на берегу бухты. Тщательные исследования, кото­рым администрация завода первоначально чинила всяческие пре­пятствия, показали, что в его сточ­ных водах содержатся соли ртути, которые используются при произ­водстве ацетальдегида в качестве катализаторов. Соли ртути и сами ядовиты, а под действием специ­фических микроорганизмов в бухте они превращались в исключи­тельно ядовитую метилртуть, кото­рая концентрировалась в тканях рыб в 500 тысяч раз. Этой рыбой и отравлялись люди.

Разбавление промышленных сто­ков и тем более растворов удобре­ний и пестицидов с сельскохозяй­ственных полей происходит часто уже в самих природных водоемах. Если водоем непроточный или сла­бопроточный, то сброс в него орга­нических веществ и удобрений ведет к переизбытку питательных веществ — эвтрофикации и зарас­танию водоема. Сначала в таком водоеме накапливаются питатель­ные вещества и бурно разраста­ются водоросли, главным образом микроскопические  синезеленые. После их отмирания биомасса опус­кается на дно, где происходит ее минерализация с потреблением большого количества кислорода. Условия в глубинном слое такого водоема становятся непригодными для жизни рыб и других организ­мов, нуждающихся в кислороде. Когда весь кислород исчерпан, начинается бескислородное бро­жение с выделением метана и сероводорода. Тогда происходит отравление всего водоема и гибель всех живых организмов (кроме некоторых бактерий). Такая неза­видная судьба грозит не только озерам, в которые сбрасываются бытовые и промышленные стоки, но и некоторым замкнутым и полу­замкнутым морям.

Ущерб водоемам, в особенности рекам, наносится не только увеличением  объема  сбрасываемых загрязнений, но и уменьшением способности водоемов к самоочи­щению. Яркий пример тому—ныне­шнее состояние Волги, которая представляет собой скорее каскад слабопроточных   водохранилищ, чем реку в исконном смысле этого слова. Ущерб очевиден: это и уско­рение загрязнения, и гибель вод­ных организмов в местах водозабо­ра, и нарушение привычных мигра­ционных движений, и потеря цен­ных сельскохозяйственных угодий, и многое другое. А компенсируется ли этот ущерб производимой на гидроэлектростанциях энергией? Следует заново рассчитать все за и против с учетом современных эко­логических требований существо­вания людей. И может оказаться, что  целесообразнее разобрать некоторые плотины и ликвидиро­вать водохранилища, чем из года в год терпеть убытки.

Физическое загрязнение вод создается сбросом в них тепла или радиоактивных веществ. Тепловое загрязнение связано главным обра­зом с тем, что используемая для охлаждения на тепловых и атом­ных электростанциях вода (и соответственно около 1/3 и 1/2 вырабатываемой энергии) сбрасы­вается в тот же водоем. Вклад в тепловое   загрязнение   вносят также некоторые промышленные предприятия. С начала нынешнего столетия вода в Сене потеплела более чем на 5°, а многие реки Франции  перестали  замерзать зимой. На Москве-реке в пределах Москвы зимой теперь редко можно увидеть льдины, а недавно в местах впадения некоторых речек (например, Сетуни) и сбросов теп­лоэлектроцентралей наблюдались полыньи с зимующими на них утка­ми. На некоторых реках промыш­ленного востока США еще в конце 60-х годов вода нагревалась летом до 38˚ и даже до 48˚.

При  значительном  тепловом загрязнении рыба задыхается и погибает, так как ее потребность в кислороде растет, а растворимость кислорода уменьшается. Количе­ство кислорода в воде умень­шается еще и потому, что при теп­ловом загрязнении происходит бур­ное развитие одноклеточных водо­рослей: вода «зацветает» с после­дующим гниением отмирающей рас­тительной массы. Кроме того, теп­ловое загрязнение существенно повышает ядовитость многих хими­ческих загрязнителей, в частности тяжелых металлов.

При нормальной работе ядерных реакторов в охлаждающее веще­ство, в качестве которого применя­ется главным образом вода, могут попасть нейтроны, под действием которых атомы этого вещества и примеси, прежде всего продукты коррозии, становятся радиоактив­ными. Кроме того, защитные цирко­ниевые оболочки тепловыделя­ющих элементов могут иметь микротрещины, через которые в охлаждающую жидкость могут попадать продукты ядерных реак­ций. Хотя такие отходы слабоак­тивны, они все же могут повышать общий фон радиоактивности. При авариях отходы могут оказаться более активными. В природных во­доемах радиоактивные вещества подвергаются физико-химическим превращениям — концентрации на взвешенных частицах (адсорбция, в том числе ионообменная), осажде­нию, осадкообразованию, переносу течениями, поглощению живыми организмами, накоплению в их тка­нях. В живых организмах накаплива­ются прежде всего радиоактивная ртуть, фосфор, кадмий, в грунте — ванадий, цезий, ниобий, цинк, в воде остаются сера, хром, йод.

Загрязнение океанов и морей происходит вследствие поступле­ния загрязняющих веществ с реч­ным стоком, их выпадения из атмосферы и, наконец, благодаря хозяйственной деятельности чело­века непосредственно на морях и океанах. По данным, относящимся к первой половине 1980-х годов, даже в таком море, как Северное, куда впадают Рейн, Эльба, собира­ющие стоки из обширной промыш­ленной зоны Европы, количество свинца,   приносимое   реками, составляет лишь 31 процент от сум­марного, тогда как на атмосферный источник приходится 58 процентов. остальное падает на промышлен­ные и бытовые стоки из прибреж­ной зоны.

С речным стоком, объем кото­рого составляет около 36—38 тысяч кубокилометров, в океаны и моря поступает огромное количе­ство загрязнителей во взвешенном и растворенном виде. По некото­рым оценкам, этим путем в океан ежегодно попадает более 320 мил­лионов тонн железа, до 200 тысяч тонн свинца, 110 миллионов тонн серы, до 20 тысяч тонн кадмия, от 5 до 8 тысяч тонн ртути, 6,5 мил­лиона тонн фосфора, сотни мил­лионов тонн органических загряз­нителей. Особенно достается вну­тренним и полузамкнутым морям, у которых  отношение  площадей водосбора и самого моря больше, чем у всего Мирового океана (на­пример, у Черного моря оно равно 4,4 против 0,4 у Мирового океана). По минимальным оценкам, со сто­ком Волги в Каспийское море поступает 367 тысяч тонн органики, 45 тысяч тонн азота, 20 тысяч тонн фосфора, 13 тысяч тонн нефтепро­дуктов.   Отмечается   высокое содержание    хлорорганических пестицидов в тканях осетровых рыб и килек — главных объектов промысла. В Азовском море с 1983 по 1987 год содержание пестици­дов выросло более чем в 5 раз. В Балтийском море за последние 40 лет содержание кадмия выросло на 2,4 процента, ртути — на 4, свинца — на 9 процентов.

Поступающие с речным стоком загрязнения     распределяются неравномерно по акватории оке­ана. Около 80—95 процентов взве­шенного вещества и от 20 до 60 процентов растворенного вещества речного стока теряется в дельтах и эстуариях рек и не проникает в оке­ан. Та часть загрязнений, которая все-таки прорывается через обла­сти «лавинного осаждения» в устьях рек, перемещается в основ­ном вдоль берега, оставаясь в пре­делах шельфа. Поэтому роль реч­ного стока в загрязнении открытого океана не столь велика, как это думали раньше.

Атмосферные источники загряз­нения океана по некоторым видам загрязнителей сравнимы с речным стоком. Это касается, например, свинца,  средняя  концентрация которого в водах Северной Атлан­тики за сорок пять лет повысилась с 0,01 до 0,07 миллиграмма на литр и уменьшается с глубиной, прямо указывая на атмосферный источ­ник. Ртути из атмосферы поступает почти столько же, сколько и с реч­ным стоком. Половина пестицидов, содержащихся в океанских водах, также поступает из атмосферы. Несколько меньше, чем с речным стоком, из атмосферы в океан поступает кадмия, серы, углеводо­родов.

Нефтяное загрязнение. Особое место занимает загрязнение оке­ана нефтью и нефтепродуктами. Естественное загрязнение происхо­дит в результате просачивания нефти из нефтеносных слоев, глав­ным образом, на шельфе. Например, в проливе Санта Барбара у побережья Калифорнии (США) таким путем поступает в среднем почти 3 тысячи тонн в год; это про­сачивание было обнаружено еще в 1793 году английским мореплава­телем Джорджем  Ванкувером. Всего в Мировой океан поступает из естественных источников от 0,2 до 2 миллионов тонн нефти в год. Если взять нижнюю оценку, кото­рая представляется более надеж­ной, то окажется, что искусствен­ный источник, который оцени­вается в 5—10 миллионов тонн в год, превышает естественный в 25—50 раз.

Около половины искусственных источников создает деятельность людей непосредственно на морях и океанах. На втором месте нахо­дится речной сток (вместе с поверхностным стоком с прибреж­ной территории) и на третьем — атмосферный источник. Советские специалисты    М.    Нестерова, А. Симонов, И. Немировская дают следующее соотношение между этими источниками — 46:44:10.

Наибольший вклад в нефтяное загрязнение океана вносят мор­ские перевозки нефти. Из 3 мил­лиардов тонн нефти, добываемых в настоящее время, морем перево­зится около 2 миллиардов тонн. Даже при безаварийном транс­порте происходят потери нефти при ее погрузке и разгрузке, сбра­сывании в океан промывочных и балластных вод (которыми запол­няют танки после выгрузки нефти), а также при сбросе так называе­мых льяльных вод, которые всегда скапливаются на полу машинных отделений любых судов. Хотя меж­дународные конвенции запрещают сброс загрязненных нефтью вод в особых районах океана (таковыми считаются, например, Средизем­ное, Черное, Балтийское, Красное моря, а также зона Персидского залива), в непосредственной близо­сти от берега в любом районе оке­ана, налагают ограничения на содержание нефти и нефтепродук­тов в сбрасываемых водах, они все же не устраняют загрязнения; при погрузке и разгрузке разливы нефти происходят в результате ошибок персонала или из-за отказа оборудования.

Но наибольший ущерб окружа­ющей среде и биосфере наносят внезапные разливы больших коли­честв нефти при авариях танкеров, хотя такие разливы и составляют только 5—6 процентов суммарного нефтяного загрязнения. Летопись этих аварий столь же длинна, как и история самих морских перевозок нефти. Считается, что первая такая авария произошла в пятницу 13 декабря 1907 года, когда семи­мачтовая парусная шхуна «Томас Лоусон» грузоподъемностью 1200 тонн с грузом керосина в штормо­вую погоду разбилась о скалы у островов Силли недалеко от юго-западной оконечности Великобри­тании. Причиной аварии была пло­хая погода, долгое время не позво­лявшая провести астрономическое определение местоположения суд­на, в результате чего оно отклони­лось от курса, и жестокий шторм, сорвавший шхуну с якорей, бросил ее на скалы. В качестве курьеза отметим, что самая популярная книга писателя Томаса Лоусона, имя которого носила погибшая шху­на, называлась «Пятница,  13 число».

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6