Ясно, что после снятия урожая почва нуждается в восстановлении плодородия. Но чрезмерное ис­пользование удобрений приносит вред. Оказалось, что при увеличе­нии дозы удобрений урожайность сначала быстро растет, но затем прирост становится все меньше и наступает момент, когда дальней­шее увеличение дозы удобрений не дает никакого прироста урожайно­сти, а в избыточной дозе минераль­ные вещества могут оказаться для растений токсичными. Тот факт, что прирост урожайности резко уменьшается, говорит о том, что растения не усваивают излиш­ков питательных веществ.

Избыток удобрений выщелачи­вается и смывается с полей талыми и дождевыми водами (и оказы­вается в водоемах суши и в море). Излишние азотные удобрения в почве распадаются, и газообраз­ный азот выделяется в атмосферу, а органическое вещество гумуса, составляющего основу плодородия почвы, разлагается на углекислый газ и воду. Поскольку органическое вещество не возвращается в почву, гумус истощается и почвы дегради­руют. Особенно сильно страдают крупные зерновые хозяйства, не имеющие отходов животноводства (например, на бывшей целине Ка­захстана, Предуралья и Западной Сибири)[6].

Кроме нарушения структуры и обеднения почв, избыток нитратов и фосфатов приводит к серьезному ухудшению качества продуктов питания людей. Некоторые растения (например, шпинат, салат) способны накапливать нитраты в больших количествах. «Съев 250 граммов салата, выра­щенного на переудобренной гряд­ке, можно получить дозу нитратов, эквивалентную 0,7 грамма аммиач­ной селитры.. В кишечном тракте нитраты превращаются в ядовитые нитриты, которые в дальнейшем могут образовать нитрозамины — вещества, обладающие сильными канцерогенными свойствами. Кроме того, в крови нитриты оки­сляют гемоглобин и лишают его способности связывать кислород, необходимый для живой ткани. В результате возникает особый вид малокровия — метгемоглобинемия»[7].

Ядохимикаты — инсектициды против вредных насекомых в сель­ском хозяйстве и в быту, пестициды против различных вредителей сельскохозяйственных растений, гербициды против сорняков, фунгициды против грибковых заболева­ний растений, дефолианты для сбрасывания листьев у хлопка, зооциды против грызунов, нематоциды против глистов, лимациды против слизней стали широко при­меняться с конца второй мировой войны.

Все эти вещества ядовиты. Это очень устойчивые вещества, и поэтому они могут накапливаться в почве и сохраняться десятилетиями.

Использование ядохимикатов, несомненно, сыграло существен­ную роль в повышении урожайно­сти сельскохозяйственных культур. Иногда ядохимикаты спасают до 20 процентов урожая.

Но вскоре обна­ружились и весьма отрицательные последствия применения ядохими­катов. Оказалось, что их действие значительно шире, чем их назначе­ние. Инсектициды, например, дей­ствуют не только на насекомых, но и на теплокровных животных и на человека. Убивая вредных насеко­мых, они убивают и множество полезных насекомых, в том числе тех, которые являются естествен­ными врагами вредителей. Систе­матическое применение пестици­дов стало приводить не к искоренению вредителей, а к возникнове­нию новых рас вредителей, не вос­приимчивых к действию данного пестицида. Уничтожение конкурен­тов или врагов того или иного из вредителей привело к появлению на полях новых вредителей. Приш­лось повышать дозы пестицидов в 2—3 раза, а иногда в десять и более раз. На это же толкало и несовершенство технологии приме­нения пестицидов. По некоторым оценкам, из-за этого в нашей стране до 90 процентов пестицидов тратится впустую и лишь загряз­няет окружающую среду, нанося ущерб здоровью людей. Нередки случаи, когда из-за халатности химизаторов пестициды рассыпа­ются буквально на головы работа­ющих в поле людей.

Некоторые растения (в частно­сти, корнеплоды) и животные (на­пример, обычные дождевые черви) накапливают в своих тканях пести­циды в значительно больших кон­центрациях, чем почва. В резуль­тате пестициды попадают в пище­вые цепи и достигают птиц, диких и домашних животных, человека. По оценкам 1983 года, в развива­ющихся странах от отравления пестицидами ежегодно заболевало 400 тысяч и умирало около 10 тысяч человек.

1.3. Загрязнение воды

Каждому ясно, как велика роль воды в жизни нашей планеты и в особенно­сти в существовании биосферы.

Биологическая потребность человека и животных в воде за год в 10 раз превышает их собственную массу. Еще более вну­шительны бытовые, промышлен­ные и сельскохозяйственные нужды человека. Так, «для произ­водства тонны мыла требуется 2 тонны воды, сахара — 9, изделий из хлопка — 200, стали 250, азот­ных удобрений или синтетического волокна — 600, зерна — около 1000, бумаги — 1000, синтетичес­кого каучука — 2500 тонн воды»[8].

Использо­ванная человеком вода в конечном счете возвращается в природную среду. Но, кроме испарившейся, это уже не чистая вода, а бытовые, промышленные и сельскохозяй­ственные сточные воды, обычно не очищенные или очищенные недо­статочно. Таким образом происхо­дит загрязнение пресноводных водоемов — рек, озер, суши и при­брежных участков морей.

Современные методы очистки вод, механической и биологичес­кой, далеки от совершенства.. «Даже после биологической очистки в сточных водах остается 10 процентов орга­нических и 60—90 процентов неор­ганических веществ, в том числе до 60 процентов азота, 70 —фосфора, 80 — калия и почти 100 процентов солей ядовитых тяжелых метал­лов».

Различают три вида загрязнения вод — биологическое, химическое и физическое.

Биологическое загрязнение создается микроорга­низмами, в том числе болезнетвор­ными, а также органическими веществами, способными к броже­нию. Главными источниками биоло­гического загрязнения вод суши и прибрежных вод морей являются бытовые стоки, которые содержат фекалии, пищевые отбросы, сточ­ные воды предприятий пищевой промышленности (бойни и мясоком­бинаты, молочные и сыровареные заводы, сахарные заводы и т. п.), целлюлозно-бумажной и химичес­кой промышленности, а в сельской местности — стоки крупных живот­новодческих комплексов. Биологи­ческое загрязнение может стать причиной эпидемий холеры, брюш­ного тифа, паратифа и других кишечных инфекций и различных вирусных инфекций, например гепатита.

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 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.

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.

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.

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 и зарас­танию водоема. Сначала в таком водоеме накапливаются питатель­ные вещества и бурно разраста­ются водоросли. 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.

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

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.

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.

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.

Атмосферные источники загряз­нения океана по некоторым видам загрязнителей сравнимы с речным стоком.

Особое место занимает загрязнение оке­ана нефтью и нефтепродуктами (Приложение 4).

Естественное загрязнение происхо­дит в результате просачивания нефти из нефтеносных слоев, глав­ным образом, на шельфе.

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.

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.

В открытом океане нефть встре­чается главным образом в виде тонкой пленки (с минимальной тол­щиной до 0,15 микрометра) и смо­ляных комков, которые образуются из тяжелых фракций нефти. Если смоляные комки воздействуют пре­жде всего на растительные и животные морские организмы, то нефтяная пленка, кроме того, вли­яет на многие физические и хими­ческие процессы, происходящие на поверхности раздела океан — атмосфера и в слоях, прилегающих к нему:

-       Прежде всего, нефтяная пленка увеличивает долю отражаемой от поверхности океана солнечной эне­ргии и уменьшает долю поглощае­мой энергии. Тем самым нефтяная пленка оказывает влияние на про­цессы теплонакопления в океане. Несмотря на уменьшение количе­ства поступающего тепла, поверх­ностная температура при наличии нефтяной пленки повышается тем больше, чем толще нефтяная плен­ка.

-       Океан является главным поставщиком атмосферной влаги, от которого в значительной мере зависит степень увлажнения мате­риков. Нефтяная пленка затруд­няет испарения влаги, а при доста­точно большой толщине (порядка 400 микрометров) может свести его практически к нулю.

-       Сглаживая ветровое волнение и препятствуя образованию водяных брызг, кото­рые, испаряясь, оставляют в атмос­фере мельчайшие частички соли, нефтяная пленка изменяет солеобмен между океаном и атмосферой. Это также может повлиять на количество атмосферных осадков над океаном и материками, так как частички соли составляют значи­тельную часть ядер конденсации, необходимых для образования дождя.

Многие страны, имеющие выход к морю, производят морское захоронение различных материалов и веществ (дампинг), в частности грунта, вынутого при дноуглубительных работах, бурового шлака, отходов промышленности, строительного мусора, твердых отходов, взрывчатых и химических веществ, радиоактивных отходов. Объем захоронений составил около 10% от всей массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан.

Основанием для дампинга в море служит возможность морской среды к переработке большого количества органических и неорганических веществ без особого ущерба воды. Однако эта способность не беспредельна.

Во время сброса и прохождения материала сквозь столб воды, часть загрязняющих веществ переходит в раствор, изменяя качество воды, другая сорбируется частицами взвеси и переходит в донные отложения. Одновременно повышается мутность воды. Наличие органических веществ часто приводит к быстрому расходованию кислорода в воде и не редко к его полному исчезновению, растворению взвесей, накоплению металлов в растворенной форме, появлению сероводорода.

При организации системы контроля над сбросами отходов в море решающее значение имеет определение районов дампинга, определение динамики загрязнения морской воды и донных отложений. Для выявления возможных объемов сброса в море необходимо проводить расчеты всех загрязняющих веществ в составе материального сброса.

2. МАСШТАБЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРИРОДНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ НА ОКРУЖАЮЩУЮ ПРИРОДНУЮ СРЕДУ

 По масштабам загрязнение окружающей среды можно разделить на локальное, региональное и глобальное. Эти три вида загрязнения тесно связаны между собой. Как правило, первичным является локальное загрязнение, которое, если скорость процесса загрязнения больше скорости естественного очищения, переходит в региональное и затем при накоплении количественных изменений - в глобальное изменение качества окружающей среды. Для глобального загрязнения наиболее важным является временный фактор.

Страницы: 1, 2, 3