Факторы физического загрязнения окружающей природной среды - Исследование уровня загрязнения атмосферного воздуха в Костанайской области

Физическое иначе параметрическое загрязнение - это загрязнение, связанное с отклонением от нормы физических параметров окружающей среды.

К этому типу загрязнения относятся:

* радиоактивное; * радиационное; * световое; * тепловое; * шумовое; * электромагнитные формы загрязнения [1].

Характеристика теплового загрязнения. Тепловое загрязнение, определяется влиянием тепла на воздушную и водную среду, а также на литосферу. Отрицательное воздействие тепла, на воздушную среду, обнаруживается путем повышения тепловых инградиентов температуры, над городскими и сельскими агломерациями по сравнению с естественными природными экосистемами. Это влечет за собой изменение энергетических процессов в атмосфере и гидросфере, как в сельской, так и городской местности. Тепловое воздействие, проявляется, в ухудшении режима земной поверхности (термокарст, солифлюкция, наледи) и условий жизни людей. Источниками теплового загрязнения, в пределах городских территорий, служат подземные газопроводы промышленных предприятий. Температура достигает -140-160°С, теплотрассы -50-150°С, сборные коллекторы и коммуникации до 35-45°С.

Отрицательное воздействие на гидросферу, обозначается ростом температуры воды, приводящим к уменьшению растворимости кислорода, это понижает активность всего биоценоза: водных систем, к снижению процессов естественной минерализации органического вещества в водных системах. Провоцирует рост активности сине-зеленых водорослей, еще более снижающих количество кислорода в водной среде. Некоторые живые организмы, чувствительны к колебаниям температуры и плохо реагируют на эти изменения.

Радиоактивное загрязнение - загрязнение местности и находящихся на ней объектов радиоактивными веществами, в основном изотопами стронция и цезия.

Радиоактивное заражение происходит при таких явлениях:

1) ядерном взрыве в результате выпадения радиоактивных веществ из облака ядерного взрыва, обусловленного образованием радиоактивных изотопов в окружающей среде; поражает людей и животных главным образом в результате внешнего гамма и бета облучения, а также в результате внутреннего облучения (в основном альфа-активными нуклидами) при попадании радиоизотопов в организм с воздухом, водой и пищей; 2) техногенных авариях (утечках из ядерных реакторов, утечках при перевозке и хранении радиоактивных отходов, случайных утерях промышленных и медицинских радиоисточников и т. д.) в результате рассеяния радиоактивных веществ; характер заражения местности зависит от типа аварии [2].

Воздействие радиации, сказывается на всем протяжении длительной истории формирования жизни на Земле и оказывает негативное воздействие. Установлено, что радиоактивность любой интенсивности влияет на наследственность живых организмов вызывает их мутации. Нет нижнего безопасного предела радиации для живых организмов, в любом случае вызывая мутации. Радиоактивное излучение проникает через живые ткани вызывая мутационную изменчивость организмов. Оно не оставляет внешних следов и само по себе не ощущается. Но способно разрушать молекулы в составе клеток. В больших дозах радиация может нанести им такой вред, что клетки перестают делиться и погибают. Поэтому ее используют в радиотерапии для разрушения клеток раковых опухолей. Однако при очень сильном облучении тела организма, клеточное деление нарушится практически во всех тканях, а значит, станет невозможным нормальное обновление крови, покровных и соединительных тканей. Возникнет так называемая лучевая болезнь. Которая может привести к смерти уже через несколько дней, или, месяцев после облучения.

Радиация опасна и в очень низких дозах, так как может повреждать молекулы ДНК и РНК, т. е. генетический материал клеток организма. Деление клеток с такой измененной (мутантной) ДНК иногда становится бесконтрольным и ведет к развитию злокачественных опухолей, облучение яйцеклетки или сперматозоидов чревато врожденными дефектами у потомства. Все эти воздействия долгие годы могут никак не проявляться внешне, но приводит к печальным последствиям. Основная опасность ядерных установок и заключается в том, что слабые дозы облучения, незаметно воздействуя на людей. Тем самым повышают возможность возникновения у них раковых заболеваний и рождения неполноценного потомства.

Различают два вида воздействия радиации: соматическое и генетическое.

Соматическое -- вызвано прямым воздействием радиации на живой организм, начиная, от значительного снижения, средней возможности выживания, и кончая мгновенной гибелью.

Генетическое - последствия облучения, влияют на развитие и формирование всех половых и соматических клеток. Это мутагенное влияние радиации на уровне хромосом. Возникновение мутации обусловлено изменением на уровне хромосом и химическим нарушением генетического кода за счет появления в ядре половой клетки свободных кислотных радикалов. Которые, реагируя с азотистыми основаниями и изменяют структуру генетического кода клетки. В этом заключается специфика действия радиации на биообъекты. Генетически опасна доза радиации любой интенсивности и длительности по времени.

За последние несколько десятилетий, человек создал несколько тысяч радионуклидов, и начал использовать их в научных исследованиях, таких как в технике, медицинских целях.

Что приводит к увеличению дозы облучения, получаемой как отдельным человеком и людьми, так и населением стран в целом. Иногда облучение за счет источников, созданных человеком, оказывается в тысячи раз интенсивнее, чем от природных источников, что тоже губительно влияет на клетки. В настоящее время основной вклад в дозу от источников, созданных человеком, вносит внешнее радиоактивное облучение, которое применяют при диагностике и лечении. В развитых странах на каждую тысячу населения приходятся от 300 до 900 таких обследований в год [3]. Не считая массовой флюорографии и рентгенологических обследований зубов.

Рассмотрим источники радиация от источников, созданных человеком.

В результате деятельности человека, во внешней среде, появились искуственные радионуклиды, и источники излучения. В природную среду стали поступать в больших количествах естественные радионуклиды, извлекаемые из недр Земли вместе с углем, газом, нефтью, минеральными удобрениями, строительными материалами и другими полезными ископаемыми.

На территории Костанайской области отсутствуют уранодобывающие перерабатывающие предприятия, это дает положительную динамику. На пяти предприятиях области числится 311 ампульных источника ионизирующего излучения (АИИИ), что составляет суммарную активность 35700 Бк в год.

Решена одна из экологических проблем области, которая долгое время была напряженной. В помещениях ТОО "Костанайской Текстильной Компании" на протяжении многих лет находились отработанные радиоактивные источники излучения, так называемые РАО, в количестве 3732 пластины, образовавшиеся в результате, процедуры банкротства АО "Котекс".

В августе 2011 года произведена передача источников ионизирующего излучения в количестве 300 блоков в ТОО "Изотоп Транс Сервис" города Усть-Каменогорска. Для транспортировки, разрядки и дальнейшей идентификации и дальнейшего захоронения на специализированном могильнике АО "УМЗ".

На пяти предприятиях области продолжаются работы, связанные с применением источников ионизирующего излучения - это ОАО "ССГПО", ТОО "ОРКЕН", ОАО "Кустанайская поисковосъемочная экспедиция", ГККП "Костанайский областной онкологический диспансер", ТОО "ГЭСПОЛ".

В Костанайской области накоплено свыше 9 млрд. тонн отходов. Большую долю которых, около 92% составляют отходы горнодобывающей промышленности: вскрышные породы (отбросы, внешние пустыре породы), хвосты обогащения, золошлаковые отходы. Из общего объема отходов более 8% отходов, повторно используются предприятиями. Около 0,19% отходов направляются на утилизацию специализированным предприятиям. Оставшиеся 91,5% отходов размещается на специализированных площадках длительного хранения отходов (отвалах, хвостохранилищах, полигонах ТБО и др.).

Опасные и токсичные виды, отходов размещаются на долговременное хранение, в специализированном хранилище. Многие хранилища Костанайской области принадлежат ТОО "Шаруа". Это предприятие, созданное в 2005 г. на территории Наурузумского района. Среди отходов: накопившаяся тара из-под пестицидов, пришедшие в негодность медикаменты и неиспользованные (простроченные) ядохимикаты сельскохозяйственных предприятий, химические реактивы, ртутьсодержащие отходы, диоксины и другие яды. С 2005 г. по 2012 г. на полигоне захоронено 1191 тонна отходов, что составило более 70%.

Во многих предприятиях области, прогрессивные природопользователи, применяют технологии сокращения и использования промышленных отходов. Уменьшение образования промышленных отходов в окружающей среде, происходит за счет размещения вскрышных пород в выработанных пространствах - отработанных карьерах, крупными горнодобывающими предприятиями, и повторного использования отходов производства.

Так, АО "ССГПО", за 2013 год, на засыпку шахтного поля шахты "Соколовская", строительство транспортных коммуникаций, отсыпку предохранительных валов в карьере, на отвале промышленных площадках использовано более 10 тысяч тонн или 4,8% образования вскрышных пород. Соколовского-Сарбайского карьера переработаны в щебень для строительных работ [1].

Световое загрязнение - осветление ночного неба искусственными источниками света, свет которых рассеивается в нижних слоях атмосферы. Иногда, это явление также называют световым смогом. Световое загрязнение влияет на устоявшуюся экосистему и имеет многочисленные негативные последствия.

Тепловое загрязнение - это тип физического (чаще антропогенного) загрязнения окружающей среды. Характеризующийся увеличением температуры выше естественного уровня. Основные источники теплового загрязнения - выбросы в атмосферу нагретых отработанных газов и воздуха, сброс в водоемы нагретых сточных вод.

Шумовое загрязнение - это раздражающий шум антропогенного происхождения. Он нарушает жизнедеятельность живых организмов и человека. Раздражающие шумы, существуют и в природе - абиотические и биотические, однако считать загрязнением их неверно, поскольку живые организмы адаптировались к ним в процессе эволюции. Главным источником шумового загрязнения, являются транспортные средства - автомобили, железнодорожные поезда и самолеты.

Электромагнитное загрязнение - ЭМП антропогенного происхождения или электромагнитный смог - это совокупность электромагнитных полей, разнообразных частот, негативно влияющих на человека и животный мир. Некоторые исследователи - Павлов А. Д., Сподобаев Ю. М., Кубанов В. П. называют электромагнитный смог, возникший и сформировавшийся за последние 60-70 лет, одним из самых мощных факторов, негативно влияющих на человека. Это объясняется фактически круглосуточным его воздействием и стремительным ростом данных загрязнений. Электромагнитное загрязнение зависит в основном от мощности и частоты излучаемого сигнала [3].

Любое химическое загрязнение - это появление химического вещества в чистом виде, в непредназначенном для него месте. Загрязнения возникающие в процессе деятельности человека, являются, главным фактором его вредного воздействия на природную среду.

Химические загрязнители часто могут вызывать: острые отравления, хронические болезни, а также оказывать канцерогенное и мутагенное действие. Например, тяжелые металлы способны накапливаться в растительных и животных тканях, оказывая токсическое действие на структуры клеток. Кроме тяжелых металлов, особо опасными загрязнителями являются диоксины, которые образуются из хлорпроизводных ароматических углеводородов, используемых при производстве гербицидов, производстве пластмасс. Источниками загрязнения окружающей среды диоксинами являются и побочные продукты целлюлозно-бумажной промышленности, а также отходы металлургической промышленности, выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания, и многое другое. Эти вещества очень токсичны для человека и животных, даже при низких концентрациях, вызывают поражение печени, почек, иммунной системы.

Наряду с загрязнением окружающей среды новыми для нее синтетическими веществами, большой ущерб природе и здоровью людей может нанести, вмешательство в природные круговороты веществ, за счет активной производственной и сельскохозяйственной деятельности. А также образования бытовых отходов.

Загрязнению подвергаются все структуры биогеосферы:

1. атмосфера (воздушная среда), 2. гидросфера (водная среда) 3. литосфера (твердая поверхность) Земли.

В зависимости, от особенностей циклов обмена, загрязняющий компонент может распространяться на всю поверхность планеты. На более или менее значительную территорию или иметь локальный характер. Таким образом, экологические кризисы, являющиеся результатом загрязнения окружающей среды, могут быть трех сортов:

1. глобальные, 2. региональные 3. локальные

Одной из проблем, имеющих глобальный характер, является возрастание содержания в атмосфере углекислого газа. Это происходит в результате техногенных выбросов и развития топливной базы. Наиболее опасным последствием этого явления может стать повышение температуры воздуха благодаря, так называемому "парниковому эффекту". Проблема нарушения глобального цикла обмена углерода, уже переходит из области экологии, в такие сферы, как экономические, социальные и политические.

Различают разрушаемые и стойкие химические загрязнители. Последние особо опасны, так как могут накапливаться в биосфере. Наличие стойких загрязнителей объясняется тем, что человек синтезировал новые вещества и даже классы новых веществ, которые ранее отсутствовали в биосфере. Следовательно, в природе отсутствуют естественные пути утилизации этих веществ. Примером чрезвычайно стойкого загрязнителя является инсектицид ДДТ: несмотря на то, что его не применяют уже несколько десятков лет, ДДТ, обнаруживает в крови животных, обитающих в самых удаленных уголках земного шара, где этот ядохимикат никогда не применялся, даже в Антарктиде.

Среди химических загрязнителей выделяют наиболее значимые:

1. Ксенобиотики - вещества, которые являются чужеродными по отношению к живым организмам, так как не входящие в естественные биогеохимические циклы. 2. Экотоксиканты - ядовитые вещества антропогенного происхождения, вызывающие серьезные нарушения, как в структурах организменного уровня, так и в структурах экосистем. 3. Суперэкотоксиканты (СЭТ) - вещества, обладающие в чрезвычайно малых дозах мощным токсическим действием для всего живого. Для СЭТ фактически теряет смысл введение предельно допустимых концентраций (ПДК). Потому, что они сильно повышают чувствительность живых организмов, к другим, менее сильным загрязнителям.

Загрязняющие вещества, подвергаясь комплексному воздействию различных факторов среды, трансформируются. В результате чего их токсичность может изменяться, как увеличиваться, так и уменьшаться [4].

Тяжелые металлы - это металлы, с плотностью 8 тыс. кг/м3 и более (кроме благородных и редких). К ним относятся: свинец, медь, цинк, никель, кадмий, кобальт, сурьма, олово, висмут, ртуть, в различных странах приняты разные значения ПДК.

Часть техногенных выбросов тяжелых металлов, поступающих в атмосферу в виде тонких аэрозолей, переносится на значительные расстояния, и приводит к глобальному загрязнению биосферы. Основной поставщик - предприятия цветной металлургии, энергетические предприятия. Для таких предприятий характерно:

- наличие 5 км - зоны максимальных концентраций - 20-50 км - зоны повышенных концентраций.

Сильное загрязнение свинцом и другими тяжелыми металлами наблюдается вокруг автострад и железнодорожных путей.

Все растения могут накапливать тяжелые металлы. Являясь промежуточным звеном в цепи почва - растение - животное - человек (или минуя животных). Главным показателем, здесь является, коэффициент биологического поглощения - это отношение содержания элемента в золе растения к его концентрации в почве.

- Медь накапливают растения семейства гвоздичные, - кобальт - перцы, - цинк поглощают карликовые березы и лишайники и т. д.

Тяжелые металлы являются ядами, так как приводят к денатурации белка. Механизмы их токсического действия достаточно различны. Многие металлы при определенных концентрациях ингибируют(инактивируют) действие ферментов, к ним относят - медь, ртуть, свинец. Некоторые металлы образуют, так называемые хелатоподобные комплексы с обычными метаболитами организма, нарушая обмен веществ, например, транспорт железа. Другие металлы повреждают клеточные мембраны, изменяя их проницаемость и другие важные свойства. Некоторые металлы конкурируют с необходимыми организму элементами, Sr-90 может замещать в организме Ca, а Cs-137 - калий, кадмий может замещать цинк.

Пестициды поступают в биосферу путем непосредственного внесения в почву, с протравленными семенами, отмирающими частями растений и листьев, трупами насекомых, а также миграции в почве и водах. Особую опасность представляют стойкие и кумулятивные, т. е. накапливающиеся в экосистемах пестициды и гербициды, которые обнаруживаются спустя десятки и даже сотни лет после применения.

Даже при низких концентрациях в воде и почве, пестициды опасны из-за способности некоторых организмов, накапливать эти вещества в своих тканях. Так, если процесс концентрирования (биологического усиления) хлорпроизводных углеводородов повторяется на нескольких трофических уровнях (планктон - мальки - моллюски - более крупные организмы), то в конце их концентрация может оказаться очень высокой.

В результате накопления пестицидов уменьшается численность популяций некоторых видов рыб. Отмечены многочисленные случаи массовой гибели птиц и насекомых в местах интенсивного использования пестицидов. Выявлены такие негативные аспекты воздействия пестицидов на биологические объекты как мутагенный, канцерогенный, аллергенный.

Нефтепродукты - один из наиболее характерных загрязнителей океанов и морей. В Мировой океан и поверхностные воды ежегодно вносится 15-17 миллионов тонн нефти и нефтепродуктов. Влияние нефтяного загрязнения на состояние гидробионтов описывается следующими фактами:

- Непосредственное отравление организмов с летальным исходом - Серьезные нарушения физиологической активности гидробионтов - Прямое обволакивание птиц и других организмов нефтепродуктами - Нефтепродукты нарушают изолирующие функции оперения, а при по пытке очистить перья птицы заглатывают нефтепродукты и погибают - Изменения в организмах, вызванные проникновением нефтепродуктов - Изменение химических, физических и биологических свойств среды обитания.

Наибольшую опасность представляют ароматические углеводороды, которые растворимы в воде. Смертельные концентрации ароматических углеводородов для мальков и икры очень низки, всего 10-4%. Накопление ароматических углеводородов не только ухудшает вкус съедобных организмов, таких как, например, моллюски, и рыба, но и является опасным, так как эти вещества канцерогенны. Так, концентрация канцерогенных углеводородов в ткани мидий, выловленных в районе порта города Тулон во Франции, достигала 3,5 мг на кг сухого веса.

Факторы физического загрязнения окружающей природной среды - Исследование уровня загрязнения атмосферного воздуха в Костанайской области

Похожие статьи