Техногенное воздействие — это… Источники техногенного воздействия на окружающую среду

Техногенное воздействие – это комплексное действие агропромышленного, промышленного, транспортного секторов, а также строений и коммуникаций на окружающую среду. Это может стать причиной ухудшения ее состояния и появления различных проблем для экономики и населения.

Техногенные негативные воздействия различаются по продолжительности, величине, степени приемлемости, контролируемости. Наиболее сильным и вредоносным воздействие бывает при ЧП техногенного характера, причинами которого могут быть как природные, так и антропогенные факторы. Наиболее важными из них при техногенном воздействии являются его сила и интенсивность. В некоторых случаях, как, например, при авариях на АЭС, большое значение имеет и продолжительность. Плата за негативное воздействие на окружающую среду при этом может быть очень высокой.

Виды антропогенного воздействия техногенной природы

Загрязнение воздуха пылью, сажей и вредными веществами.
Загрязнение водных объектов, в том числе морей и океанов.
Загрязнение почв и грунтовых вод.
Радиоактивное загрязнение.
Рост концентрации парниковых газов в атмосфере.
Последствия урбанизации.
Добыча ископаемых.
Военные действия и испытания.
Разрушение озонового слоя при космических пусках, а также влияние некоторых антропогенных соединений.
Строительство гидросооружений.

Рассмотрим каждый из источников техногенного воздействия на окружающую среду более подробно.

ГЛАВА VI. Техногенное загрязнение среды

Проработав эту главу, вы должны уметь:1. Указать виды техногенных загрязнений окружающей среды и масштабы глобального загрязнения.2. Назвать основные источники техногенных эмиссии и указать относительный вклад промышленных отраслей в загрязнение среды.3. Объяснить источники и механизмы таких явлений, как образование кислотных осадков, парниковый эффект, изменение климата, нарушение озонового слоя.4. Указать главные источники загрязнения природных вод и поверхности земли.5. Рассказать об основных проблемах радиационного загрязнения.6. Охарактеризовать главные виды физического волнового загрязнения среды.

Техногенные эмиссии и воздействия

В предыдущей главе рассмотрены по существу две большие категории антропогенных воздействий: а) изменение ландшафтов и целостности природных комплексов и б) изъятие природных ресурсов. Эта глава посвящена техногенному загрязнению экосферы и среды обитания человека. Техногенное загрязнение среды является наиболее очевидной и быстродействующей негативной причинной связью в системе экосферы: «экономика, производство, техника, среда». Оно обусловливает значительную часть природоемкости техносферы и приводит к деградации экологических систем, глобальным климатическим и геохимическим изменениям, к поражениям людей. На предотвращение загрязнения природы и окружающей человека среды направлены основные усилия прикладной экологии.

Рис. 6.1. Классификация техногенных загрязнений окружающей среды

Классификация техногенных воздействий, обусловленных загрязнением среды, включает такие основные категории:

1. Материально-энергетические характеристики

воздействий: механические, физические (тепловые, электромагнитные, радиационные, акустические), химические, биологические факторы и агенты и их различные сочетания(рис. 6.1). В большинстве случаев в качестве таких агентов выступаютэмиссии (т.е. испускания — выбросы, стоки, излучения и т.п.) различных технических источников.

2. Количественные характеристики

воздействия: сила и степень опасности (интенсивность факторов и эффектов, массы, концентрации, характеристики типа «доза — эффект», токсичность, допустимость по экологическим и санитарно-гигиеническим нормам); пространственные масштабы, распространенность (локальные, региональные, глобальные).

3. Временные параметры и различия воздействий по характеру эффектов:

кратковременные и длительные, стойкие и нестойкие, прямые и опосредованные, обладающие выраженными или скрытыми следовыми эффектами, обратимые и необратимые, актуальные и потенциальные; пороговость эффектов.

4. Категории объектов воздействия:

различные живые реципиенты (т.е. способные воспринимать и реагировать) — люди, животные, растения; компоненты окружающей среды (среда поселений и помещений, природные ландшафты, поверхность земли, почва, водные объекты, атмосфера, околоземное пространство); изделия и сооружения.

В пределах каждой из этих категорий возможно определенное ранжирование экологической значимости факторов, характеристик и объектов. В целом по природе и масштабам актуальных воздействий наиболее существенны химические загрязнения,

а самая большая потенциальная угроза связана срадиацией. Что касается объектов воздействия, то на первом месте, конечно же, стоит человек. В последнее время особую опасность представляет не только рост загрязнений, но и их суммарное влияние, часто превышающее по конечному эффекту простое суммирование последствий.

С экологической точки зрения, все продукты техносферы, не вовлекаемые в биотический круговорот, являются загрязнителями. Даже те, которые химически инертны, поскольку они занимают место и становятся балластом экотопов. Продукты производства также со временем становятся загрязнителями, представляя собой «отложенные отходы». В более узком значении, материальными загрязнителями — поллютантами

(от лат. pollutio — марание) — считают отходы и продукты, которые могут оказывать более или менее специфическое негативное влияние на качество среды или непосредственно воздействовать на реципиентов. В зависимости от того, какая из сред — воздух, вода или земля — загрязняется теми или иными веществами, различают соответственноаэрополлютанты, гидрополлютанты и терраполлютанты. Загрязнение окружающей среды относится к непреднамеренным, хотя и очевидным, легко осознаваемым экологическим нарушениям. Они выступают на первый план не только потому, что многие из них значительны, но и потому, что они трудно контролируются и чреваты непредвиденными эффектами. Некоторые из них, например, техногенная эмиссия СО2 или тепловое загрязнение, принципиально неизбежны, пока существует топливная энергетика.

Количественная оценка глобального загрязнения. Масштабы отходов глобального антропогенного материального баланса охарактеризованы в предыдущей главе. Напомним, что общая масса отходов современного человечества и продуктов техносферы составляет почти 160 Гт/год, из которых около 10 Гт образуют массу изделий, т.е. «отложенный отход».

Таким образом, в среднем на одного жителя планеты приходится около 26 т всех антропогенных эмиссии в год.

150 Гт отходов распределяются приблизительно следующим образом: 45 Гт (30%) выбрасываются в атмосферу, 15 Гт (10%) — сливаются со стоками в водоемы, 90 Гт (60%) попадают на поверхность земли.

Указанные объемы эмиссии настолько велики, что даже малые концентрации в них токсичных примесей могут составить в совокупности огромное количество. По различным экспертным оценкам, общая масса техногенных загрязнителей, относимых к разным классам опасности, составляет от 1J5 до 1/8 Гт в год. т.е. примерно 250-300 кг на каждого жителя Земли.

Это и естьминимальная оценка глобального химического загрязнения.

Химизация техносферы

достигла к настоящему времени таких масштабов, которые заметно влияют на геохимический облик всей экосферы. Общая масса производимых продуктов и химически активных отходов всей химической промышленности мира (вместе с сопутствующими производствами) превысила 1,5 Гт/год. Почти все это количество может быть отнесено к загрязнителям. Но дело не только в общей массе, но и в числе, разнообразии и токсичности множества производимых веществ. В мировой химической номенклатуре значится более 107 химических соединений; ежегодно их число возрастает на несколько тысяч. В заметных количествах производится и предлагается на рынке более 100 тысяч веществ, в массовых масштабах производится около 5 тысяч веществ. Однако подавляющее большинство производимых и используемых веществ не оценены с точки зрения их токсичности и экологической опасности.

Источники техногенных эмиссии подразделяются на организованные и неорганизованные, стационарные и подвижные. Организованные

источники оборудованы специальными устройствами для направленного вывода эмиссии (трубы, вентиляционные шахты, сбросные каналы и желоба и т.п.);

эмиссии от неорганизованных

источников произвольны. Источники различаются также по геометрическим характеристикам (точечные, линейные, площадные) и по режиму работы — непрерывному, периодическому, залповому.

Процессы и технологии. Источниками преобладающей части химического и теплового загрязнения являются термохимические процессы в энергетике —

сжигание топлива и связанные с ним термические и химические процессы и утечки. Главные реакции, определяющие при этом эмиссию углекислого газа, паров воды и теплоты (Q):

Уголь: С + О2 ¾® СО2 и

Углеводороды: СnНm +(n + 0,25m) О2 ¾® nСО2 + (0,5m)Н2О,

где Q = 102,2 (n + 0,25m) + 44,4 (0,5 m) кДж/моль.

Попутные реакции, определяющие эмиссию других загрязнителей, связаны с содержанием в топливе различных примесей, с термоокислением азота воздуха и со вторичными реакциями,

происходящими уже в окружающей среде. Все эти реакции сопровождают работу тепловых станций, промышленных печей, двигателей внутреннего сгорания, газотурбинных и реактивных двигателей, процессы металлургии, обжига минерального сырья. Наибольший вклад в энергетически зависимое загрязнение среды вносят теплоэнергетика и транспорт.

Рис. 6.2. Влияние теплоэлектростанции на окружающую среду

1 — котел; 2 — труба; 3 — паровая труба; 4 — электрогенератор;

5 — электроподстанция; 6 — конденсатор; 7 — водозабор для охлаждения конденсатора; 8 — водное питание котла; 9 — линия электопередачи;

10 — потребители электроэнергии; 11 — водоем

Общая картина воздействия теплоэлектростанции (ТЭС) на окружающую среду показана на рис. 6.2. При сжигании топлива вся его масса превращается в твердые, жидкие и газообразные отходы. Данные о выбросах главных загрязнителей воздуха при работе ТЭС приведены в табл. 6.1.

Таблица 6.1

Удельные выбросы в атмосферу при работе ТЭС мощностью 1000 МВт на разных видах топлива, г/кВт *час

ВыбросыТопливоУгольМазутПриродный газЧастицы0,4 — 1,40,2 — 0,70 — 0,05СО0,3 — 1,00,1 — 0,5—NOx3,0 — 7,52,4 — 3,01,9-2,4SO26,0 — 12,54,2 — 7,50 — 0,02

Размах величин зависит от качества топлива и типа топочных агрегатов. Электростанция мощностью 1000 МВт, работающая на угле, при условии нейтрализации 80% диоксида серы ежегодно выбрасывает в атмосферу 36 млрд м3 отходящих газов, 5000 т SO2, 10000 т NOx 3000 т пыледымовых частиц, 100 млн м3 пара, 360 тыс. т золы и 5 млн м3 сточных вод с содержанием примесей от 0,2 до 2 г/л. В среднем в топливной теплоэлектроэнергетике на 1 т условного топлива выбрасывается около 150 кг загрязнителей. Всего стационарными теплоэнергетическими источниками мира выбрасывается за год около 700 млн т загрязнителей различных классов опасности, в том числе около 400 млн т аэрополлютантов.

Число двигателей внутреннего сгорания

(ДВС) в мире превысило 1 миллиард. Около 670 млн из них — двигатели автомобилей. Остальное количество относится к другим видам транспорта, сельхозмашинам, военной технике, малой моторной технике и стационарным ДВС. Более 80% автопарка приходится на легковые автомобили. Из 3,3 млрд т нефти, добываемой сейчас в мире, почти 1,5 млрд т (45%) используются всеми видами транспорта, в том числе 1,2 млрд т — легковыми автомобилями.

Рассмотрим обмен веществ «среднего» легкового автомобиля с карбюраторным двигателем при расходе горючего в смешанном режиме движения 8 л (6 кг) на 100 км. При оптимальной работе двигателя сжигание 1 кг бензина сопровождается потреблением 13,5 кг воздуха и выбросом 14,5 кг отработанных веществ. Их состав отражен в табл. 6.2. Соответствующий выброс дизельного двигателя несколько меньше. Вообще в выхлопе современного автомобиля регистрируется до 200 индивидуальных веществ. Общая масса загрязнителей — в среднем около 270 г на 1 кг сжигаемого бензина – дает в пересчете на весь объем горючего, потребляемого легковыми автомобилями мира, около 340 млн т. Аналогичный расчет для всего автомобильного транспорта (плюс грузовые автомобили, автобусы) увеличит эту цифру по меньшей мере до 400 млн т. Следует также иметь в виду, что в реальной практике эксплуатации автотранспорта весьма значительны разливы и утечки горючего и масел, образование металлической, резиновой и асфальтовой пыли, вредных аэрозолей.

Таблица 6.2

Состав отработавших газов автомобиля, % по объему

КомпонентыДвигателиКарбюраторныеДизельныеN272- 7574-76O20,3 — 0,81,5-3,6Н2О3-80,8-4СО210- 14,56-10СО0,5 — 1,30,1 — 0,5NOx0,1 — 0,80,01 — 0,5СxНy0,2 — 0,30,02 — 0,5Альдегиды0-0,20 — 0,01Частицы, г/м30,1 — 0,40,1 — 1,5Бензопирен, мкг/м310-20до 10

Металлургические процессы

основаны на восстановлении металлов из руд, где они содержатся преимущественно в виде окислов или сульфидов, с помощью термических и электролитических реакций. Наиболее характерные суммарные (упрощенные) реакции:

(железо) Fe2O3 + 3С + O2.

(медь) Cu2S + О2 ¾® 2Cu + SO2;

(алюминий, электролиз) Аl2O3 + 2O ¾® 2А1 + СО + СО2.

Технологическая цепь в черной металлургии

включает производство окатышей и агломератов, коксохимическое, доменное, сталеплавильное, прокатное, ферросплавное, литейное производства и другие вспомогательные технологии. Все металлургические переделы сопровождаются интенсивным загрязнением среды (табл. 6.3). В коксохимическом производстве дополнительно выделяются ароматические углеводороды, фенолы, аммиак, цианиды и целый ряд других веществ. Черная металлургия потребляет большое количество воды. Хотя промышленные нужды на 80 — 90% удовлетворяются за счет систем оборотного водоснабжения, забор свежей воды и сброс загрязненных стоков достигают очень больших объемов, соответственно порядка 25 — 30 м3 и 10 — 15 м3 на 1 т продукции полного цикла. Со стоками в водные объекты поступают значительные количества взвешенных веществ, сульфатов, хлоридов, соединений тяжелых металлов.

Таблица 6.3

Газовые выбросы (до очистки) основных переделов черной металлургии (без коксохимического производства), в кг/т соответствующего продукта

Выбросы.ПроизводствоАгломерационноеДоменноеСталеплавильноеПрокатноеПыль20-25100- 11013-320,1 — 0,2СО20-50500-6000,4 — 0,60.7*SO23-250,2 — 0,34-350,4*NOx0,3-30,5*H2S10-60

* кг/м поверхности металла

Цветная металлургия,

несмотря на относительно меньшие материальные потоки производства, не уступает черной металлургии по совокупной токсичности эмиссии. Кроме большого количества твердых и жидких отходов, содержащих такие опасные загрязнители, как свинец, ртуть, ванадий, медь, хром, кадмий, таллий и др., выбрасывается и много аэрополлютантов. При металлургической переработке сульфидных руд и концентратов образуется большая масса диоксида серы. Так, около 95% всех вредных газовых выбросов Норильского горно-металлургического комбината приходится на SO2, а степень его утилизации на превышает 8%.

Технологии химической промышленности со всеми ее отраслями (базовая неорганическая химия, нефтегазохимия, лесохимия, оргсинтез, фармакологическая химия, микробиологическая промышленность и др.) содержат множество существенно незамкнутых материальных циклов. Основными источниками вредных эмиссии являются процессы производства неорганических кислот и щелочей, синтетического каучука, минеральных удобрений, ядохимикатов, пластмасс, красителей, растворителей, моющих средств, крекинг нефти. Список твердых, жидких и газообразных отходов химической промышленности огромен и по массе загрязнителей, и по их токсичности. В химическом комплексе РФ ежегодно образуется более 10 млн т вредных промышленных отходов.

Различные технологии в обрабатывающих отраслях промышленности, в первую очередь в машиностроении, включают большое число разнообразных термических, химических и механических процессов (литейное, кузнечно-прессовое, механообрабатывающее производства, сварка и резка металлов, сборка, гальваническая, лакокрасочная обработка и др.). Они дают большой объем вредных эмиссии, загрязняющих среду. Заметный вклад в общее загрязнение среды вносят также различные процессы, сопровождающие добычу и обогащение минерального сырья и строительство. Вклад различных отраслей промышленного производства в загрязнение среды отражен на рис. 6.3.

Сельское хозяйство и быт людей по собственным отходам — остаткам и продуктам жизнедеятельности растений, животных и человека — по существу не являются источниками загрязнения среды, так как эти продукты могут включаться в биотический круговорот. Но, во-первых, для современных агротехнологий и коммунального хозяйства характерен концентрированный сброс большей части отходов, что приводит к значительным локальным превышениям допустимых концентраций органики и таким явлениям, как эвтрофикация и заражение водоемов. Во-вторых, что еще серьезнее, сельское хозяйство и быт людей являются посредниками и участниками рассредоточения и распространения значительной части промышленных загрязнений в виде распределенных потоков эмиссии, остатков нефтепродуктов, удобрений, ядохимикатов и различных употребленных изделий, мусора — от туалетной бумаги до заброшенных ферм и городов.

Между всеми средами существует постоянный обмен частью загрязнителей: тяжелая часть аэрозолей, газодымовых и пылевых примесей из атмосферы выпадает на земную поверхность и в водоемы, часть твердых отходов с поверхности земли смывается в водоемы или рассеивается воздушными потоками. Загрязнение среды влияет на человека прямо или через биологическое звено (рис. 6.4). В техногенных потоках поллютантов ключевое место занимают транспортирующие среды — воздух и вода.

Рис. 6.3. Относительный вклад отраслей промышленности РФ в загрязнение среды, % (1996 г.)

А — выбросы загрязняющих веществ в атмосферу;

Б — сбросы загрязненных сточных вод

Рис. 6.4. Схема влияний загрязнения среды

Дата добавления: 2016-11-04; просмотров: 6540; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Узнать еще:

Проблема загрязнения воздуха

От загрязнения воздуха страдает большая часть человечества. Особенно актуальна эта проблема для крупных городов, промышленных зон, для таких стран, как Индия и Китай, где пагубное влияние наблюдается почти повсеместно.

Главными загрязнителями являются оксиды серы, оксиды азота, углекислый газ, озон, углеводороды, угарный газ, хлорорганические соединения, тяжелые металлы, сажа, пыль, асбестовые частицы. Выброс оксидов серы ведет к выпадению кислотных дождей. Оксиды азота усиливают городской смог. Углекислый газ в высоких концентрациях приводит к сонливости и головной боли. Приземный озон считается токсичным для человека соединением. Углеводороды могут повысить риск онкологических заболеваний и других проблем со здоровьем. Угарный газ вызывает проблемы с дыханием. Хлорорганические соединения могут быть токсичными и канцерогенными, накапливаются в организме.

Содержание пыли в крупных городах часто превышает ПДК в 5 — 7 раз, оксида углерода – в 20 — 30 раз, а соединений серы – в 4 — 8 раз.

В наибольшей мере загрязнение воздуха зависит от техногенного воздействия транспорта, сжигания угля, промышленных предприятий, пожаров.

В целях уменьшения загрязнения во многих странах действуют правила по нормированию выбросов. Ослабить проблему загрязнения воздуха поможет переход транспорта на электрическую и/или водородную тягу.

Загрязнение водных объектов

Техногенное воздействие на гидросферу является одной из основных экологических проблем современности. Водные объекты подвержены этому процессу в разной степени. Наиболее опасными являются разливы нефти по поверхности морей и океанов при авариях на танкерах. Нефтяная пленка является причиной гибели птиц и загрязнения береговой зоны. Кроме того, пленка уменьшает испарение воды, что негативно сказывается на естественном круговороте.

Причиной загрязнения рек являются стоки с промышленных предприятий, агрокомплексов, свалок, транспортных магистралей и городских улиц. В результате воды рек насыщаются вредными соединениями, число которых доходит до тысячи. В морях загрязненные воды растворяются, поэтому морская вода существенно чище, а морская рыба более экологична, чем речная.

Техногенное загрязнение окружающей среды

Все части биосферы (атмосфера, гидросфера, литосфера) подвергаются активному загрязнению различными веществами и их соединениями.

Атмосфера. Это смесь газов, не вступающих во взаимодействие при обычных природных условиях. Состав атмосферы у поверхности Земли (до высот около 50 км) остается постоянным: азот — 78,08%, кислород — 20,95%, аргон — 0,9%, в незначительных долях процента — углекислый газ, гелий и другие газы. Особое место среди малых примесей занимает озон (2… 7)10-6 %. Он сильно поглощает ультрафиолетовое излучение Солнца, обладающее большой биологической активностью и при больших интенсив-ностях губительно действующее на органическую жизнь в целом. Основная масса озона сосредоточена в слое атмосферы 15 — 55 км с максимумом концентрации на высотах 20 — 25 км.

На стандартный химический состав атмосферы всегда накладывается некоторое количество примесей естественного происхождения. К числу примесей, выделяемых естественными источниками, относятся:

пыль (вулканического, растительного, космического происхождения; выделяющаяся при выветривании почвы и горных пород; частицы морской соли, попадающие в воздушные массы при волнении морей и океанов). Например, при выветривании осадочных и изверженных пород ежегодно в атмосферу попадает 3,5 тыс. т ртути;

дым и газы от лесных и степных пожаров, газы вулканического происхождения;

продукты растительного и животного происхождения.

Все эти источники имеют стихийный кратковременный характер и пространственно распределены локально.

Уровень загрязнения атмосферы естественными примесями является для нее фоновым («химический фон») и мало изменяется со временем.

Состояние и состав атмосферы во многом определяют интенсивность солнечной радиации на поверхности Земли. Экранирующая роль атмосферы в процессе передачи тепловой энергии от Солнца к Земле и от Земли в Космос влияет на среднюю температуру биосферы, которая составляет около +15 °С.

Основная доля солнечной радиации передается поверхности Земли как видимое излучение и отражается от земной поверхности в виде инфракрасного (теплового) излучения. Поэтому доля отраженной лучистой энергии, поглощаемой атмосферой, зависит от ее газового состава и содержания в ней пыли. Чем больше концентрация примесных газов и пыли, тем меньше отраженной солнечной радиации уходит в космическое пространство и тем больше тепловой энергии остается в атмосфере (парниковый эффект).

Как показывают расчеты и измерения, рост концентрации углекислого газа в атмосфере Земли приводит к небольшому росту температуры у ее поверхности: на +0,05, +0,17 и +0,46 °С соответ-

ственно в 1978, 2000 и 2025 гг., что существенно влияет на изменение климата.

Основные загрязнители атмосферы — автотранспорт, предприятия металлургии, теплоэнергетики, химической промышленности, производства стройматериалов, на долю которых приходятся соответственно 30, 26, 25, 8 и 6 % выбросов.

Так, только при сжигании углеводородных топлив в атмосферу планеты ежегодно выбрасываются около 400 млн т сернистого газа и оксидов азота (или по 70 кг на каждого жителя Земли). При этом следует учесть, что потребности человечества в энергоносителях растут со скоростью 3 — 4% в год, т.е. удваиваются каждые 20 —30 лет.

Нарастающее химическое загрязнение воздушного бассейна крупных городов может рассматриваться как экологическая ЧС. Так, при среднегодовом пробеге легкового автомобиля около 15 000 км он потребляет около 4350 кг кислорода и выбрасывает в атмосферу 3250 кг углекислого газа, 530 кг монооксида углерода и около 1 кг свинца.

Перечислим самые распространенные вещества, загрязняющие атмосферу: диоксид серы (SO2) — 17,5%, оксиды углерода (СО, СО2) — 15 %, оксиды азота (NO, NO2) — 14,5 %, твердые примеси (пыль, сажа) — 14,5 %.

Установлено, что в атмосферу ежегодно выбрасывается пыли, млн т: при сжигании каменного угля — 93,6, при производстве цемента — 53,4, металлургическими предприятиями — 26,7.

Большая часть примесей атмосферного воздуха в городах проникает в жилые и прочие помещения. В летнее время (при открытых окнах) состав воздуха в помещении соответствует атмосферному на 90 %, в зимнее — на 50 %.

Значительное влияние на озоновый слой оказывают фреоны — газы или летучие жидкости, содержащие фтор и хлор. Продолжительность их «жизни» в атмосфере составляет около 100 лет, вследствие чего происходит накопление примесей в озоновом слое. Источники поступления фреонов: холодильные установки при нарушении герметичности теплового контура, бытовые баллончики для распыления разных веществ и т.д.

В результате техногенного воздействия на атмосферу возможны:

превышение допустимых концентраций вредных примесей в городах и населенных пунктах;

образование смога и кислотных дождей;

появление парникового эффекта, способствующего повышению средней температуры поверхности Земли.

Гидросфера. Земля почти на три четверти покрыта водой. В зависимости от концентрации солей естественные воды подразделяются на пресные (концентрация солей не более 1 г/л) и морс-

кие. На долю пресной воды приходится около 3 % общей массы воды, причем 2 % заключены в малодоступных льдах.

Наиболее удобны для использования речные и озерные воды. Как правило, они бывают минерализованы в той или иной степени в основном за счет растворимых в них солей кальция, магния и др.

Морская вода по химическому составу одинакова в пределах Мирового океана. Средняя концентрация соли в ней составляет 3,5 %, и в отличие от пресной воды соли представлены в основном хлоридами.

Характерная особенность техногенного загрязнения окружающей природной среды — поступление в нее из техносферы несвойственных ей газообразных, аэрозольных, твердых и жидких загрязнителей.

Основные загрязнители гидросферы: бытовые и промышленные стоки коммунально-бытовых объектов, объектов пищевой, медицинской, целлюлозно-бумажной промышленности; сельское хозяйство (около 1/3 вносимых в почву удобрений вымывается в реки и озера); морской транспорт (прежде всего, нефть из танкеров — около 0,1 %

годовых перевозок нефти попадает в море).

Ежегодно из мирового стока в гидросферу поступает 26,5 млн т нефтепродуктов (что составляет примерно 1 %

их производства), 0,46 млн т фенолов, 5,5 млн т отходов производства синтетических волокон, 0,17 млн т растительных органических остатков.

Воздействие техносферы на гидросферу приводит к следующим негативным последствиям:

снижаются запасы питьевой воды с допустимым содержанием примесей;

изменяется состояние и развитие флоры и фауны океанов, морей, рек и озер;

нарушается естественный круговорот многих веществ в биосфере.

Загрязнение земель обусловлено, прежде всего, сельскохозяйственным производством (удобрения и пестициды). Оно может привести:

к сокращению пахотных земель и уменьшению их плодородия;

насыщению растений вредными веществами, что неизбежно влечет загрязнение продуктов питания (в настоящее время до 70 % вредного воздействия на человека приходится на пищевые продукты);

нарушению равновесия экосистем вследствие гибели насекомых, птиц, животных, некоторых видов растений.

В конкретной местности загрязнение атмосферы, а вслед за ним воды и почвы, формируется за счет следующих трех составляющих:

глобальной, обусловленной наличием на Земле многочисленных источников промышленного загрязнения и их трансграничным переносом на большие расстояния;

региональной, связанной с выбросами в данном промышленном регионе;

локальной (местной), обусловленной выбросами конкретного объекта в данной местности.

При дальнем переносе скорость распространения воздушных масс обычно составляет сотни километров в сутки. Поэтому на большие расстояния могут распространяться только те химические вещества, у которых время жизни в атмосфере превышает 12 ч. Для заметного накопления вредных веществ (поступающих из атмосферы) в почве и воде время их жизни в этих средах должно быть не менее года. К долгоживущим примесям относятся СО2, фреоны и ряд других. Время жизни порядка десяти суток и менее имеют оксиды серы и азота.

Содержание долгоживущих примесей мало зависит от распределения источников выбросов не только в региональном, но и глобальном масштабе. Средняя их концентрация по земному шару примерно одинакова.

Содержание короткоживущих примесей существенно зависит от количества источников выбросов и метеоусловий. Так, в промышленных районах концентрация оксидов серы обычно в несколько раз выше, чем в сельской местности, и в 10—100 раз выше, чем над океанами.

Для обеспечения требований экологической безопасности содержание всей номенклатуры химических веществ, поступающих в окружающую среду, строго регламентируется. Для этих целей используют два основных количественных показателя:

предельно допустимую концентрацию (ПДК);

предельно допустимый выброс (ПДВ).

Предельно допустимая концентрация

— максимальная концентрация (масса примеси (г) в единице объема (л) воздуха, воды или массы (кг) почвы), которая не оказывает прямого или косвенного вредного действия на человека, его потомство и санитарные условия жизни. В настоящее время установлены ПДК в расчете на среднего человека для воздушной среды предприятий, атмосферы городов и других населенных пунктов, для воды открытых водоемов. Установлены ПДК в почвах по содержанию пестицидов, тяжелых металлов, органических соединений. Среднесуточная ПДК усредняется за длительный промежуток времени, вплоть до года. Указанные ПДК рассчитываются с учетом глобальной и региональной составляющих техногенного химического фона.

В зависимости от норм ПДК водоисточники подразделяются на две категории: источники хозяйственно-питьевого назначения, в том числе для водоснабжения предприятий пищевой промышленности, и водоемы в черте населенных пунктов, а также для купания, спорта, отдыха.

Гигиенические требования к хозяйственно-питьевым, рыбо-хозяйственным водоисточникам, а также требования к питьевой воде регламентируются соответствующими стандартами и санитарными нормами.

В целях практического контроля поступления вредных веществ в окружающую природную среду от источника выбросов для него на основе установленных ПДК рассчитывают ПДВ вредных веществ. ПДВ устанавливается для каждого стационарного и подвижного источника соответствующими нормативными документами (например, «Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий» СН-245-71).

Выбросы парниковых газов

По масштабам воздействия на биосферу этот фактор является наиболее значительным. Парниковые газы очень устойчивы и сохраняются в атмосфере от десятков до тысяч лет, поэтому эта форма воздействия проявляется повсеместно и примерно одинаково по силе. На 2/3 антропогенный рост парникового эффекта связан с выбросами углекислого газа.

На втором месте по значимости — метан. И хотя глобальное потепление пока относительно невелико, оно приводит к росту нестабильности и инерционности метеорологических процессов, с чем связывают усиление засух, ураганов, наводнений, волн аномального тепла и (реже) холода, частое зависание определенного типа погоды.

Источником выбросов парниковых газов являются промышленность, энергетика, сельское хозяйство, транспорт, то есть выбросы в атмосферу парниковых газов — это техногенное воздействие.

В целях предотвращения дальнейших климатических изменений во многих странах принимаются меры по повышению энергоэффективности и развитию альтернативных (безуглеродных) источников энергии. Критической величиной считается потепление на 2 °С, что значительно выше современного уровня.

Главные техногенные загрязнители окружающей среды

Ежегодно в результате различных химических процессов в атмосферу выбрасываются десятки миллиардов тонн различных вредных веществ. Самые опасные загрязнители для воздуха – это диоксид азота и бензол, для воды – всевозможные пестициды и соли азотной кислоты, для почвы – тяжелые металлы, соляная кислота. Все это – техногенное загрязнение среды. Цена этого загрязнения огромна – здоровье миллиардов людей.

Кроме того, выбросы в атмосферу фреонов разрушают озоновый слой Земли. Краснодарский компрессорный завод, выпуская холодильное оборудование, также сбрасывал какое-то количество фреона в атмосферу. А, если учесть тот факт, что парниковая активность фреонов в тысячи раз выше, чем у углекислого газа, то станет понятным, почему сейчас повсеместно отказываются от применения фреонов в качестве хладагентов, используя новые, менее вредные соединения.

Урбанизация

Строительство городов создает дополнительную нагрузку на земную кору, повышая ее неравномерность. Другим нежелательным эффектом может стать рост уровня грунтовых вод и более высокий риск наводнений. Воздействие на погоду заключается в том, что над городами могут образовываться своеобразные тепловые купола, способствующие более интенсивной конвекции и повышению риска неблагоприятных метеорологических явлений.

Рост температуры над мегаполисами связан с повышенным энерговыделением, большим поглощением солнечного света за счет сажи, асфальта, темных крыш домов, низким уровнем транспирации и выбросом парниковых газов. В основном этот эффект заметен в ясную погоду.

Экологические последствия техногенного воздействия

Экологические последствия техногенного воздействия – это изменения под воздействием производственной деятельности человека природных комплексов, биогеоценозов, экосистем, а также литосферы, атмосферы и космоса, природного состава атмосферы, гидросферы, состава и свойств горных пород, геолого-геоморфологических особенностей земной коры, почвенного покрова, климата, растительности, животного мира. Э.п.т.в. оказывают влияние на продолжительность жизни и здоровье людей. Различают прямые и косвенные последствия техногенного воздействия. Прямые последствия обуславливаются непосредственным влиянием деятельности человека на природные экосистемы (строительство поселений, дорог, использование земель в с.-х. производстве, ведение лесозаготовок, рыболовецкого промысла, добыча полезных ископаемых, промышленное производство). Косвенные последствия проявляются опосредованно. Например, лесозаготовительные работы в бассейне реки вызывают уменьшение влажности почвы, снижение уровня грунтовых вод, увеличение концентрации загрязняющих веществ вследствие уменьшения разбавления, изменение водных и наземных биоценозов, увеличение эрозии на водосборах.

Э.п.т.в. имеют локальные, региональные, а в последние десятилетия и глобальные масштабы. Локальные характерны для городов, крупных промышленных и транспортных предприятий, районов добычи полезных ископаемых, животноводческих комплексов и т.п. Региональные — охватывают значительные территории и акватории как результат влияния крупных промышленных районов. Глобальные — оказывают воздействие на крупные регионы, вплоть до общепланетарного влияния (чаще всего связано с выбросами в атмосферу). В современных условиях, когда географическая оболочка сильно трансформирована, естественные биомы дополняются тремя видами антропогенных преобразований экосистем: с повышением биологической продуктивности экосистем без изменения их типа (например, внесение удобрений на естественных пойменных лугах); с заменой одного типа экосистем другим (например, вырубка леса с заменой его лугом или пашней); с полной или частичной деструкцией естественных экосистем (отвод земель под города, заводы, горнорудные разработки, транспортные артерии). В результате на месте коренных ПТК возникают вторичные, формирующиеся под воздействием природных процессов, обязанные своим происхождением человеческой деятельности. В разных ландшафтных зонах складываются свои закономерности формирования неблагоприятных экологических ситуаций, которые следует учитывать при разработке мероприятий по рациональному природопользованию и охране природы.

Тундровые и лесотундровые ландшафты, в которых интенсивное развитие получили геологоразведка, добыча газа и минерального сырья, строительство дорог, газопроводов и поселков, чувствительны к техногенной нагрузке. Наличие многолетней мерзлоты — важнейший фактор нестабильности природной среды. Растительная дернина, моховой покров и торфяной горизонт регулируют тепло- и влагообмен между атмосферой и грунтами. Достаточно гусеничному трактору проехать по тундре и разрушить мох, чтобы от гусениц образовалась канава, а затем и овраг глубиной до 6 м. На месте расчищенной грунтовой площадки через несколько лет может оказаться провальное озеро. В процессе бурения скважин образуются приустьевые скважинные кратеры в виде термокарстовых озер диаметром до 250 м. Самоочищения из-за низких температур не происходит, загрязняющие почву вещества разлагаются очень медленно. Наибольший вред техногенные работы наносят оленьим пастбищам.

Таежная зона играет огромную роль в насыщении атмосферы кислородом и поглощении углекислого газа: 1 га леса синтезирует за год около 1000 м3 кислорода, что удовлетворяет годовую потребность в нем человека. Сокращение площади лесов на земном шаре нарушает баланс содержания кислорода в атмосфере. Значительный ущерб таежной зоне причиняют пожары, выжигающие лесные массивы, ценные охотничьи, ягодные и грибные угодья. В результате вырубок лесов увеличивается эрозионная опасность, изменяется водный режим территории, сокращаются запасы деловой древесины, ухудшаются лесорастительные условия, обедняются видовой состав и общая биологическая продуктивность лесов, снижаются урожаи грибов и ягод, количество промысловых зверей и птиц. В случае плоского рельефа территории, лишенные леса, могут трансформироваться в верховые болота, в случае возвышенного — в денудационные бедленды.

Болота гумидных зон, главным образом экосистемы верховых болот таежной зоны, с хозяйственной точки зрения рассматриваются как источник торфа или, после осушения, как с.-х. угодья, поэтому в последние десятилетия шло массированное наступление на болота. Экономическая эффективность осушения болот очень низка. Осушительная мелиорация вызывает целый ряд негативных последствий. Верховые болота — кладовые чистой воды. Пройдя через сфагновый покров, вода становится стерильной, поскольку эти мхи являются хорошими антисептиками. Вода болот огромный экологический и экономический потенциал, ценность которого возрастает со временем. Экосистема болот — геохимический фильтр, задерживающий загрязняющие вещества, в том числе тяжелые металлы, что особенно важно вблизи поселений и в рекреационных зонах. Осушения болот прекращают торфонакопление, болота превращаются в бесплодные пустоши. В белорусском полесье, например, бывшем крае болот, случаются пыльные бури, когда в воздух поднимаются черные тучи пересушенного торфа. Осушение болот нарушает режим питания рек: мелеют и исчезают ручьи и малые реки — истоки крупных рек; снижается уровень грунтовых вод на прилегающих к осушенным болотам территориях. В результате усыхают леса, сокращается генофонд болотных растений, животных, количество перелетных птиц, прекращается традиционный промысел сбор ягод, лекарственных трав, охота.

Зоны широколиственных лесов, лесостепей и степей — области интенсивного земледелия, развитой промышленности, плотной городской застройки, где значительные площади плодородных земель отчуждаются для несельскохозяйственных нужд. Общая площадь пашни в РФ, на которой необходимо проводить мероприятия по защите почв от эрозии, составляет более 150 млн. га, сенокосов и пастбищ — 175 млн. га. За счет роста оврагов площадь пашни ежегодно сокращается на 100–150 тыс. га, а площадь смытых земель увеличивается на 1 млн. га. За последние 10 лет площадь эродированных пахотных земель расширилась почти на 20 млн. га, площади подвижных песков растут на 40–50 тыс. га в год. В результате эрозии с полей и пастбищ ежегодно смывается 2–3 млрд. т мелкозема, а вместе с ним около 100 млн т гумуса, увлекающего с собой в 1,5 раза больше питательных веществ, чем их вносится в почву. Смыв со склоновых земель около трети вносимых минеральных удобрений не обеспечивает получение планируемого урожая и усиливает загрязнение рек и водоемов. К Э.п.т.в. в степной зоне относятся засухи, суховеи и пыльные бури. Сухая жаркая погода весной и летом, приводят к усиленному испарению с поверхности почвы и растений, к прогреванию и высушиванию воздушных масс, создает условия для развития суховеев, пыльных бурь, распространяющихся иногда на большую площадь. Эти явления в степной зоне характерны для всего весенне-летнего периода, но весной они наиболее интенсивны и опасны.

В аридных и субаридных зонах комплекс Э.п.т.в. ухудшения экологической ситуации, получил название «опустынивание» — деградация растительного покрова, вызываемая перевыпасом скота, вырубкой деревьев и кустарников, расширением пахотных угодий. Стабильность экосистем зависит от механического состава почв, крутизны склонов, глубины и минерализации грунтовых вод. Средний и легкий суглинок характеризует умеренную опасность опустынивания, супесь — сильную, а песок — очень сильную. Отношение площади закрепленных песков к площади слабозакрепленных и подвижных — критерий опустынивания. Деградация растительности на песчаных почвах является причиной увеличения площади подвижных эоловых песков. Характерным процессом опустынивания служит вторичное засоление почв, которому способствует нерациональное орошение. Избыток воды, подаваемой на поля, и фильтрация из русел необлицованных каналов ведут к повышению уровня грунтовых вод. Э.п.т.в. требует строгого контроля за сохранением нормальных условий в среде жизнеобитания.

Источник: Гражданская защита: Энциклопедия в 4 томах. Том IV (Т–Я) (издание третье, переработанное и дополненное); под общей редакцией В.А. Пучкова. – М.: ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), 2015.

Добыча полезных ископаемых

Наиболее сильно эта форма деятельности влияет на состояние литосферы. К примеру, подземная добыча угля может стать причиной просадок грунта и порчи домов. Добыча нефти и газа иногда приводит к землетрясениям.

Воздействие на атмосферу заключается в выбросах пыли, вредных газов и радиоактивных соединений. Крупные карьеры изменяют ландшафт и губят экосистемы.

Военные действия и испытания

Подземные испытания ядерного оружия могут вызвать сейсмические толчки, а наземные – стать причиной радиоактивного загрязнения атмосферы. При этом в воздух выбрасывается большое количество пыли и дыма, которые поднимаются на большую высоту и могут стать причиной кратковременного похолодания. Есть предположение, что небольшое снижение глобальной температуры в 60–70-е годы ХХ века на фоне общего потепления было результатом проводившихся в то время наземных испытаний водородных бомб.

Войны в Персидском заливе не раз приводили к возгоранию на нефтяных скважинах, что становилось причиной крупномасштабного загрязнения атмосферы. Плата за негативное воздействие на окружающую среду военных действий и испытаний оказалась довольно высокой.

Эксплуатация гидросооружений

Крупные водохранилища приводят к затоплению сельскохозяйственных земель и изменению гидрологического режима, способствуют смягчению климата, что довольно благоприятно для сельского хозяйства.

Таким образом, техногенное воздействие — это сложное взаимодействие различных антропогенных нарушений техногенного характера. От него страдают и природа, и человек. Оценка техногенного воздействия на окружающую среду должна проводиться компетентными органами, а информация должна быть доступна общественности.

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎