Загрязнение литосферы - Глобальные экологические проблемы современного мира

Литосферой называют твердую оболочку Земли. Литосфера загрязняется жидкими и твердыми загрязняющими веществами и отходами. Установлено, что ежегодно на одного жителя Земли образуется одна тонна отходов, в том числе более 50 килограмм полимерных, трудноразлагаемых отходов, таких как резина или пластик. Верхние слои литосферы называется почвой. Почвенный покров является важнейшим природным образованием и компонентом биосфера Земли. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере. Плодородием почвы и климатическими условиями определяются возможность существования и развития экологических систем на Земле. И каждый год плодородных почв становится все меньше, и это происходит, в том числе и потому, что почвы загрязняются отходами. Жилые дома и коммунально-бытовые предприятия являются одними из основных загрязнителей почвы. В составе загрязняющих веществ этой категории источников преобладают бытовой мусор, пищевые отходы, строительный мусор, пришедшие в негодность предметы домашнего хозяйства. Все это собирается и вывозится на свалки. Для крупных городов сбор и уничтожение бытового мусора на свалках превратился в трудноразрешимую проблему. Простое сжигание мусора на городских свалках сопровождается выделением ядовитых веществ. При сжигании таких предметов, например, хлорсодержащих полимеров, образуются сильно токсичные вещества - диоксиды. Иногда коммунально-бытовые отходы стремятся закапывать в землю, однако этот способ не менее опасен для окружающей среды, так как он, в конечном счете, приводит к загрязнению подземных вод. Несмотря на это, в последние годы разрабатываются способы уничтожения бытового мусора путем сжигания. Перспективным способом считается сжигание такого мусора над горячими расплавами металлов.

Еще более опасными загрязнителями почвы являются промышленные предприятия. В твердых и жидких промышленных отходах постоянно присутствуют вещества, способные оказывать токсическое воздействие на живые организмы и растения. Например, в отходах металлургической промышленности обычно присутствуют соли цветных тяжелых металлов. Машиностроительная промышленность выбрасывает в окружающую природную среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия. При производстве пластмасс и искусственных волокон образуются отходы, содержащие фенол, бензол, стирол, крайне ядовитых веществ. При производстве синтетических каучуков в почву попадают отходы катализаторов, некондиционные полимерные сгустки. При производстве резиновых изделий в окружающую среду поступают пылевидные ингредиенты, сажа, которые оседают на почву и растения, при попадании в дыхательную систему человека они могут вызывать обострение хронических заболеваний органов дыхания. При эксплуатации шин в окружающую среду попадают изношенные и вышедшие из строя покрышки, автокамеры и ободные ленты. Хранение и утилизация изношенных шин в настоящее время являются еще нерешенными проблемами, так как при этом часто происходят сильные пожары, которые очень трудно тушить. Степень утилизации изношенных шин не превышает 30% от общего их объема. В то же самое время в Европе высоко развит процесс переработки резиновых и пластмассовых отходов, из которых производят вторичное сырье. Как и в случае с загрязнением атмосферы серьезный урон почве наносит транспорт. При работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды, оксид углерода, сажа и другие вещества, оседающие на поверхность земли или поглощаемые растениями. В последнем случае эти вещества также попадают в почву и вовлекаются в круговорот, связанный с пищевыми цепями. Загрязнение почвы в сельском хозяйстве происходит вследствие внесения огромных количеств минеральных удобрений и ядохимикатов, использующихся для повышения плодородия почвы и большей стойкости урожая. Однако чрезмерное удобрение почвы приводит к тому, что выращенные овощи и фрукты попросту опасны для здоровья человека. Известно также, что в составе некоторых ядохимикатов содержится ртуть. Рассмотрим более подробно загрязнение почвы тяжелыми металлами и ядохимикатами. Тяжелыми металлами называют цветные металлы, плотность которых больше плотности железа. К ним относятся свинец, медь, цинк, никель, ртуть, кадмий, хром. Особенностью тяжелых металлов является то, что в небольших количествах почти все они необходимы для растений и живых организмов. В организме человека тяжелые металлы участвуют в жизненно важных биохимических процессах. Однако превышение допустимого их количества приводит к серьезным заболеваниям. Тяжелые металлы накапливаются в почве и способствуют постепенному изменению ее химического состава, нарушению жизнедеятельности растений и живых организмов. Из почвы тяжелые металлы могут попасть в организм животных и людей и вызывать тяжелые для здоровья последствия. Установлено, что ртуть в почву поступает с некоторыми пестицидами, бытовыми отходами и вышедшими из строя измерительными приборами. Так, одна люминесцентная лампа содержит 80 миллиграмм ртути, поэтому их категорически запрещается бить. При постоянном поступлении ртути в организм в малых количествах происходит поражение нервной системы, приводящей к возбудимости и ослаблению памяти. Весьма токсичным для живых организмов является свинец. Огромное количество свинца выделяется в атмосферу вместе с выхлопными газами автомобилей при сжигании бензина, так как 1 литр бензина содержит до 0,5 грамм тетраэтилсвинца. Загрязнение почвы и растений свинцом вдоль автомобильных дорог распространяется на расстояние до 200 метров. Предельно допустимая концентрация свинца в почве равна 32 миллиграмма в одном килограмме почвы. Превышение этого показателя увеличивает вероятность попадания свинца в организм человека через сельскохозяйственные продукты, что может привести к поражению центральной нервной системы, печени, почек и головного мозга. Загрязнение почвы медью и цинком приводит к замедлению роста растений и снижению урожайности сельскохозяйственных культур. Большую опасность для здоровья человека представляет накопление в почве кадмия. В природе кадмий находится в почве и в воде, а также в тканях растений. Потребление пищи, содержащей повышенные дозы кадмия, приводит к деформации скелета, снижению роста и сильным болевым ощущениям в пояснице, ослаблению костей.

Крайне опасным является загрязнение почвы пестицидами (ядохимикатами), используемыми в сельском хозяйстве. Известно, что нормальный рост растений определяется различными физическими, химическими и биологическими процессами, которые протекают в почве. При попадании в почву пестициды могут быть включены в эти процессы с их накоплением в растениях. Кроме того, они сохраняют устойчивость в почве длительное время, что также обуславливает их накопление в пищевых цепях. Пестициды по назначению подразделяются на следующие группы:

- инсектициды, представляющие собой химикаты для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур (тиофос, метафос, карбофос, хлорофос, карбаматы) - гербициды, предназначенные для борьбы с сорными травами - фунгициды - химикаты для борьбы с грибковыми болезнями растений - регуляторы роста растений - дефолианты, вызывающие преждевременное старение листьев растений. Они широко применяются при механизированной сборке хлопка для ускорения опадения листьев у хлопчатника.

Одним из первых пестицидов был печально известный ДДТ - дифенилдихлортрихлорэтан. Этот препарат обладал высокоэффективными инсектицидными свойствами и поэтому долгое время успешно применялся против малярийных комаров, клещей, вшей. В годы войны с помощью ДДТ успешно подавляли очаги сыпного тифа и малярии. В Советском Союзе с помощью ДДТ был уничтожен клещ, переносящий таежный энцефалит. Однако много позже обнаружилось, что ДДТ обладая высокой устойчивостью в природной среде, способен накапливаться в пищевых цепях и наносить существенный вред животному миру. Попадая в организм человека, ДДТ аккумулируется в мозге и действует как нервный яд. При этом нормальное функционирование мозга нарушается. Применение ДДТ в настоящее время запрещено, но предполагают, что в биохимическом круговороте количество ДДТ в настоящее время составляет около 1 миллиона тонн. Необходимость применения пестицидов в сельском хозяйстве обусловлена тем, что без них урожайность сельскохозяйственных культур резко падает и составляет лишь 20-40% от возможной при их применении. Трудно себе представить уничтожение колорадского жука на картофельных плантациях без применения пестицидов.

Как и в случае с атмосферой, к наиболее тяжелым последствиям приводят радиоактивное загрязнение почвы. В процессе ядерной реакции на атомных электростанциях лишь 1% ядерного топлива превращается в тепловую энергию, а остальные 99% выгружаются из атомных реакторов в виде отходов. Эти отходы представляют собой радиоактивные продукты расщепления урана - плутоний, цезий, стронций и другие. Утилизация и захоронение отработанного ядерного топлива представляют собой трудноразрешимую проблему. Ежегодно в мире при производстве электроэнергии на атомных электростанциях образуется около 200 000 кубометров радиоактивных отходов с низкой активностью и 10 000 кубометров высокоактивных отходов. Радиоактивные отходы бывают жидкими и твердыми. В зависимости от агрегатного состояния изменяются условия их захоронения. Высокоактивные жидкие радиоактивные отходы, способные к взрыву, в виде азотнокислых водных растворов хранят в аппаратах объемом до нескольких кубометров с двойными стенками из нержавеющей стали и с мешалкой. Жидкие высокоактивные радиоактивные отходы, не способные к взрыву хранятся в могильниках, которые состоят из шахт и специальных помещений для хранения. В настоящее время одним из безопасных способов устранения опасности радиоактивного излучения твердых ядерных отходов является их захоронение. Твердые радиоактивные отходы хоронят в специальных контейнерах в подземных штольнях, тоннелях. К ним предъявляются особые требования при транспортировке к месту захоронения.

Еще в 1973 году ЮНЕСКО опубликовала список десяти самых опасных загрязнителей биосферы. Их перечень и краткая характеристика приведены в следующей таблице:

Табл. 1

Десять самых опасных загрязнителей биосферы

Диоксид углерода	Образуется при сгорании всех видов топлива. Увеличение его содержания в атмосфере приводит к повышению ее температуры, что чревато пагубными геохимическими и экологическими последствиями.
Оксид углерода	Образуется при не полном сгорании топлива. Может нарушить тепловой баланс верхней атмосферы.
Сернистый газ	Содержится в дымах промышленных предприятий. Вызывает обострение респираторных заболеваний, наносит вред растениям. Разъедает известняк и некоторые камни.
Оксиды азота	Создают смог и вызывают респираторные заболевания и бронхит у новорожденных. Способствует чрезмерному разрастанию водной растительности.
Фосфаты	Содержатся в удобрениях. Главный загрязнитель вод в реках и озерах.
Ртуть	Один из опасных загрязнителей пищевых продуктов, особенно морского происхождения. Накапливается в организме и вредно действует на нервную систему.
Свинец	Добавляется в бензин. Действует на ферментные системы и обмен веществ в живых клетках.
Нефть	Приводит к пагубным экологическим последствиям, вызывает гибель планктоновых организмов, рыбы, морских птиц и млекопитающих.
ДДТ и другие пестициды	Очень токсичны для ракообразных. Убивают рыбу и организмы, служащие кормом для рыб. Многие являются канцерогенами.
Радиация	В превышено допустимых дозах приводит к злокачественным новообразованиям и генетическим мутациям.

Помимо уже представленных экологических проблем на разных уровнях биосферы, ниже будет приведен ряд других вопросов, которые меня наиболее заинтересовали.

Загрязнение литосферы - Глобальные экологические проблемы современного мира

Похожие статьи