Опасные ситуации техногенного характера и защита от них: учебное пособие

2.1. Техногенное загрязнение биосферы

Понятие о биосфере

Биосфера — оболочка Земли, в пределах которой существует жизнь. Биосфера включает нижнюю часть атмосферы, верхнюю часть литосферы и всю гидросферу.

Границы биосферы определяются факторами, которые обеспечивают возможность существования живых организмов. Верхняя граница проходит примерно на высоте 20 км от поверхности планеты и ограничена слоем озона, задерживающим губительную для жизни коротковолновую часть ультрафиолетового излучения солнца. Таким образом, живые организмы могут существовать в тропосфере и нижних слоях стратосферы.

В литосфере жизнь встречается на глубинах до 3,5–7,5 км, что обусловлено температурой земных недр и условием проникновения в них воды в жидком состоянии. Основная масса организмов, обитающих в пределах литосферы, находится в почвенном слое, глубина которого не превышает нескольких метров.

В гидросфере (она составляет 70% поверхности земного шара и содержит 1300 млн м3 воды) организмы проникают на всю глубину Мирового океана – до 10–11 км.

Влияние техногенной деятельности на биосферу

Человек всегда использовал окружающую среду в основном как источник ресурсов, однако в течение длительного времени его деятельность не оказывала заметного влияния на биосферу. В конце прошлого столетия изменения биосферы под влиянием хозяйственной деятельности обратили на себя внимание ученых.

К началу XXI века загрязнения окружающей среды отходами, выбросами, сточными водами всех видов промышленного производства, сельского хозяйства, коммунального хозяйства городов приобрели глобальный характер, что поставило человечество на грань экологической катастрофы.

По статистическим данным, к концу XX века на нашей планете добывалось около 100 млрд т различных руд, горючих ископаемых, строительных материалов. При этом в результате хозяйственной деятельности человека в биосферу поступило более 200 млн т углекислого газа (CO2), около 146 млн т сернистого газа (SO2), 53 млн т оксидов азота и других химических соединений. Побочными продуктами деятельности промышленных предприятий явились также 32 млрд м3 неочищенных сточных вод и 250 млн т пыли.

Вторая половина XX века характеризовалась бурным развитием химической промышленности. В свое время химизация принесла несомненную пользу. В настоящее время стали очевидны отрицательные воздействия этого процесса.

Во-первых, с каждым годом увеличивается выброс химических соединений в окружающую среду. На сегодняшний день известно более 6 млн химических соединений, практически же используется лишь около 500 тыс. соединений, при этом, по оценке Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), из них 40 тыс. обладают вредными для человека свойствами, а 12 тыс. токсичны. Например, каждая люминесцентная лампа содержит 150 мг ртути, и одна разбитая колба загрязняет 500 тыс. м3 воздуха на уровне предельно допустимой концентрации (ПДК).

Во-вторых, замена естественных материалов на синтетические приводит к целому ряду непредвиденных последствий. В биологические циклы включается большой перечень синтетических соединений, не свойственных целинным природным средам. Например, если в водоем попадает мыло, основой которого являются природные соединения – жиры, то вода самоочищается. Появление же в воде синтетических моющих средств, содержащих фосфаты, приводит к размножению синезеленых водорослей и гибели водоема.

Многие химические соединения способны передаваться по пищевым цепям и накапливаться в живых организмах, увеличивая тем самым химическую нагрузку на организм человека.

Под химической нагрузкой понимается общее количество вредных и токсичных веществ, которые попадают в организм человека за время его жизни.

В табл. 1 приведены данные о химической нагрузке на одного жителя России.

Таблица 1

Химическая нагрузка на одного жителя России за время его жизни

Основные источники загрязнений

Предприятия химической и нефтехимической промышленности являются основными источниками целого ряда разнообразных токсичных веществ. К ним в первую очередь следует отнести органические растворители, амины, альдегиды, хлор, оксиды серы и азота, соединения фосфора, ртути.

При сернокислотном производстве происходит выброс сернистого газа (SO2) и других соединений серы. Заводы по производству азотных удобрений в сутки выбрасывают 2–5 т оксидов азота. Загрязнение воздуха оксидами азота неизбежно при производстве анилиновых красителей, вискозы. Предприятия по производству пестицидов, органических красителей, соды, соляной и уксусной кислот загрязняют окружающую среду хромом. Шинная промышленность выбрасывает в атмосферу стирол, толуол, ацетон.

Основными источниками загрязнения нефтью и нефтепродуктами почв и поверхностных вод являются нефтепромыслы на суше и континентальном шельфе. Общая масса нефтепродуктов, ежегодно попадающих в моря и океаны, оценивается в 5–10 млн т. Нефтепродукты, попадая в воду, наносят серьезный ущерб живым организмам. При концентрации 0,05–1,0 мг/л в водоеме погибает планктон, а при 10–15 мг/л – взрослые рыбы.