ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Общие понятия • Загрязнение — это процесс отрицательного видоизменения окружающей среды — воздуха, воды, почвы — в процессе хозяйственной деятельности человека путём поступления в нее веществ, которые угрожают жизни живых организмов. • По этой причине изменение окружающей среды под действием естественных причин: извержения вулканов, пыльных бурь, падения небесных тел не является загрязнением. Загрязнение окружающей среды – неизбежный спутник хозяйственной деятельности человека. • Человек может изменять соотношение и интенсивность обычных факторов среды или создавать совершенно новые, отсутствующие в природе. • Наиболее опасными для организмов являются новые для окружающей среды соединения, синтезированные человеком, так как в природе отсутствуют механизмы их естественной деградации. Поэтому они могут сохраняться там десятилетиями. Такие вещества называются ксенобиотиками (ксенос-чужой, биос-жизнь). Время, в течение которого концентрация загрязнителя уменьшается вдвое, называется периодом полураспада. Например, для ДДТ этот период составляет более полутора десятков лет.
Многообразие источников загрязнения
Классификация загрязнителей Химическое — загрязнителем являются вредные химические соединения. Аэрозольное — загрязнитель-аэрозоль (система маленьких частиц) Физическое Тепловое — искусственный нагрев воды и воздуха Световое — излишнее освещение. Шумовое — промышленный шум Электромагнитное — загрязнение атмосферы может мешать жизнедеятельности некоторых организмов. Радиоактивное — превышение естественного радиоактивного фона. Механическое — загрязнение химически инертным мусором, протаптывание тропинок и прочее механическое воздействие на среду. Космический мусор – фрагменты космических летательных аппаратов, находящихся в космосе Биологическое Интродукция новых видов в экосистемы. Наиболее известный пример — бесконтрольно расплодившиеся в Австралии кролики. Микробное: попадание в окружающую среду микробов, в особенности болезнетворных Загрязнение органическими соединениями, способными к сбраживанию (отходы пищевой, целлюлозно-бумажной промышленности) Загрязнение соединениями, являющимися аллергенами (короткие пептидные цепочки) Визуальное (эстетическое) — нарушение естественных пейзажей постройками, проводами, мусором, шлейфами самолётов и т. д.
Классы загрязнителей
Комбинированное действие загрязнителей
Комбинированное действие загрязнителей В большинстве случаев человек и окружающая среда подвергаются воздействию сложного комплекса вредных веществ, часто в сочетании с другими неблагоприятными факторами (шумы, излучения, высокие и низкие температуры и др. ). Под комбинированным действием понимают одновременное или последовательное воздействие на организм двух или более токсических веществ, поступающих одним и тем же путем (ингаляционно, преорально и т. д. ). Различают следующие типы совместного действия
Классификация Суммационный (аддитивный) эффект однородное совместное действие двух или большего числа токсикантов (А + В) = (А) + (В). В этом случае разные вещества воздействуют на одну и ту же систему рецепторов. Так действуют ароматические углеводороды (бензол и толуол; толуол и ксилол), раздражающие газы (хлор и оксиды азота; оксиды азота и сернистый газ и др. ), некоторые пестициды (хлорофос и тиофос; хлорофос и фосфамид).
Классификация Суммационный (аддитивный) эффект - независимое совместное действие токсикантов на организм происходит, когда токсические компоненты имеют различный механизм действия и воздействуют на разные звенья и органы. При этом получаемые эффекты не связаны друг с другом и эффект простого суммирования встречается реже (севин и бутифос; сероводород и фенол; сероводород и оксид углерода; и др. ). Подопытное животное чаще погибает от воздействия одного или другого компонента, чем в результате их совместного эффекта.
Классификация Синергизм (синергический эффект) когда одно вещество усиливает действие другого: (А + В) > (А) + (В). Воздействие суммы загрязнителей А и В значительно больше, чем сумма воздействий отдельно вещества А и вещества В. Например, мутагенность бенз(а)пирена возрастала при добавлении не мутагенного антрацена.
Классификаия Антагонизм (антагонистический эффект) — такой тип комбинированного действия, при котором совместный эффект меньше суммы эффектов каждого из веществ, входящих в комбинацию, при их изолированном воздействии: (А + В) < (А) + (В). Например, антрацен снижал мутагенность 7, 12 -диметилбенз(а)ант-рацена и бенз(а)антрацена.
Кумуляция загрязнителей в организме Хроническое отравление тесно связано с кумуляцией в организме самого яда или вызванных им изменений. Накопление массы яда в организме называют материальной кумуляцией, а накопление вызванных ядом изменений — функциональной кумуляцией. Без функциональной кумуляции невозможно хроническое отравление. Нередко наблюдаются одновременно материальная и функциональная кумуляции. Функциональная кумуляция происходит в результате хронического отравления хлорированными углеводородами, бензолом, бензином, многими другими газами и парами, легко выделяющимися из организма с выдыхаемым воздухом; материальная кумуляция — при отравлении металлами. Чем быстрее накапливаются вредные для организма последствия систематического вдыхания вредного вещества, тем больше опасность хронического отравления. Чем выше кумулятивность, тем ниже предельно допустимая концентрация, предупреждающая хроническое отравление. Это учитывается при гигиенической регламентации вредных веществ. Чем быстрее будут накапливаться вредные для организма последствия при систематическом воздействии яды, тем большую потенциальную опасность в плане развития хронического отравления он представляет. Выяснение кумулятивных свойств ядов — непременное условие разработки эколого-гигиенических нормативов их содержания в объектах производственной и окружающей среды.
Привыкание к ядам При длительном воздействии многих ядов в малых дозах и низких концентрациях вырабатываются приспособления к их хроническому воздействию (уменьшается реакция организма на воздействие ядов).
Влияние на организм загрязнителей Влияние загрязнителей на организм человека может проявляться, в основном, тремя типами патологических эффектов. 1. Острая интоксикация возникает при одномоментном поступлении токсической ингаляционной дозы. Токсические проявления характеризуются острым началом и выраженными специфическими симптомами отравления. 2. Хроническая интоксикация обусловлена длительным, часто прерывистым, поступлением химических веществ в субтоксических дозах, начинается с появления малоспецифических симптомов. 3. Отдаленные эффекты воздействия токсикантов: а) гонадотропный эффект проявляется воздействием на сперматогенез у мужчин и овогенез у женщин, вследствие чего возникают нарушения репродуктивной функции биологического объекта. б) эмбриотропный эффект проявляется нарушениями во внутриутробном развитии плода: -тератогенный эффект – возникновение нарушений органов и систем, проявляющиеся в постнатальном развитии; -эмбриотоксический эффект – гибель плода, или снижение его размеров и массы при нормальной дифференцировке тканей. в) мутагенный эффект – изменение наследственных свойств организма, за счет нарушений ДНК. г) онкогенный эффект – развитие доброкачественных и злокачественных новообразований.
Влияние на эмбрион Определенные поллютанты (загрязнители) обладают способностью проникать через плацентарный барьер. Известно более 600 химических веществ, способных проникать от матери к плоду через плаценту и в той или иной степени отрицательно влиять на его развитие. Поэтому нарушения эмбрионального развития тесно связаны с этой способностью ксенобиотиков, в силу чего развитие эмбриона происходит в условиях химизации его внутренней среды.
ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ: РТУТЬ ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ: Ртуть попадает в организм при дыхании, с пищей и через кожу. Особенно токсичны органические соединения ртути: метилртуть, этилртуть и др. В организме человека ртуть циркулирует в крови, соединяясь с белками, частично откладывается в печени, почках, селезенке, ткани мозга. Соединения ртути легко проникают в плод через плаценту и в материнское молоко и поэтому особенно опасны для грудных детей. Из организма ртуть выделяется через почки, кишечник, потовые железы. Необходимо примерно 70 дней, чтобы накопленное в организме количество ртути уменьшилось наполовину. Характерный признак отравления ртутью - появление по краям десен каймы сине-черного цвета. Во время печально известной вспышки массового отравления ртутью от употребления рыбы, выловленной в заливе Минамата (в Японии), концентрация ртути в воде залива была в 4 -30 тысяч раз выше, чем в открытом океане. В рыбе, вызвавшей отравления у людей, содержание метилртути было в сотни раз больше, чем в воде залива, где она была выловлена. Небезынтересно при этом отметить, что в еще большей степени, чем в рыбах, ртуть накапливается (аккумулируется) в устрицах. Первое массовое ртутное отравление (получившее название "болезнь Минамата") случилось в 1956 г. , когда было зарегистрировано 130 заболевших, а второе произошло также в Японии (в районе реки Агано, в префектуре Ниигата) в 1964 -1965 гг. , когда заболело 180 человек, из которых 52 умерли. Эти отравления явились результатом непосредственного загрязнения залива сточными водами и другими сбросами промышленных отходов от расположенных вблизи заводов по выпуску азотных удобрений и синтезу винилхлорида, содержащих алкилртутные соединения. Заболевание на начальных стадиях выражалось преимущественно симптомами поражения центральной нервной системы. При этом отмечались расстройства речи, нарушения походки, понижение слуха и зрения. Было выявлено более высокое (в среднем на 25%) содержание метилртути в клетках крови у новорожденных, чем у их матерей, что объясняется более высокой чувствительностью плода к этому яду. У некоторых детей, родившихся от заболевших матерей, оказались различные врожденные уродства. Суточная предельно допустимая доза ртути для взрослого человека - 0, 05 мг, из которых метилртути не должно быть более 0, 03 мг.
Биогеохимический цикл ртути (по Р. Р. Бруксу)
ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ: СВИНЕЦ ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ: При интоксикации свинцом под удар попадают нервная и кроветворная системы. Особенно чувствительны к свинцовым отравлениям дети. Биогеохимический цикл свинца показан на рисунке. В организме человека в среднем содержится ~ 120 мг свинца, который можно обнаружить во всех тканях и органах, а в первую очередь в скелете. Десять лет требуется для того, чтобы накопленный в костях свинец уменьшился лишь наполовину. Благодаря хозяйственной деятельности человека миграция свинца в окружающей среде приобрела гигантские масштабы. До 90% от общего количества выброса свинца принадлежит к продуктам сгорания бензина с примесью свинцовых соединений. Появление значительных количеств свинца в атмосфере, гидросфере, педосфере привело к повышению накопления этого металла в организмах растений, животных и человека. В результате самоочищения атмосферы значительная часть свинца либо осаждается вблизи источников загрязнения, либо возвращается на поверхность суши и океанов с осадками. Городская пыль может содержать до 1% свинца. Его содержание в дожде и снеге колеблется от 1, 6 мкг/л в районах, удаленных от промышленных центров, до 250 -350 мкг/л в крупных городах. Сточные воды промышленности являются одним из основных источников этого металла в гидросфере. В донных водорослях концентрация свинца за счет эффекта накопления возрастает в 700 раз, в фитопланктоне - в 4000, в зоопланктоне - в 3000 и в моллюсках - в 4000 раз. Человек, представляющий одно из последних звеньев пищевой цепи, испытывает на себе наибольшую опасность нейротоксического воздействия свинца. Соединения свинца поступают в организм человека через кожу и слизистые оболочки, через дыхательные пути и пищеварительный тракт. При интоксикации свинцом развивается поражение мозга (энцефалопатия), нарушается дыхательная функция крови вследствие разрушения эритроцитов, возможно развитие импотенции, нарушение функции пищеварительного тракта в результате атрофии слизистой оболочки тонкого кишечника и угнетения целого ряда ферментов за счет вытеснения свинцом из последних цинка и меди. Содержание свинца в крови не приходит к норме даже спустя три года после нормализации его уровня в воздухе. Установлена зависимость между уровнями свинца и кадмия в волосах школьников и степенью их умственного развития.
Биогеохимический цикл свинца (по Р. Р. Бруксу)
ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ: КАДМИЙ ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ: Кадмий попадает в окружающую среду через воздух и воду при добыче и промышленной переработке сырья, при сгорании некоторых видов топлива, сжигании городских отходов, со сточными водами и т. д. Кадмий используется в гальванопластике и входит в состав красителей, используемых в быту. Кадмий обладает способностью накапливаться в живых организмах при длительном воздействии пыли, а также веществ, содержащих повышенное количество металла. Установлено, что в организм взрослого жителя США в сутки поступает 50 -60 мкг, в Швеции - 15 -20 мкг, а в Японии 80 мкг кадмия. Воздействие даже незначительных концентраций кадмия может привести к серьезным заболеваниям нервной системы и костных тканей. Тяжелое костное заболевание ("итай-итай"), вызванное хроническим отравлением кадмием, впервые было отмечено в Японии в 1956 г. , когда содержащие кадмий сточные воды японского концерна "Мицуи" попали в оросительную систему расположенных неподалеку рисовых полей. Употребление людьми в пищу отравленного риса вызвало у них апатию, боли в различных частях тела, повреждение почек и размягчение костей. Имели место случаи смертельных исходов. Ртуть, свинец, мышьяк и кадмий накапливаются в ороговевших структурах: волосах, перьях, которые служат индикаторами их содержания в окружающей среде.
ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ: ХРОМ, МЕДЬ ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ: • Токсичность хрома и его канцерогенное действие зависят от валентности металла: наиболее опасен в этом отношении шестивалентный хром. Он вызывает раздражение слизистых оболочек верхних дыхательных путей, оказывает сенсибилизирующее действие, являясь аллергеном. На производствах, связанных с хромом, заболеваемость раком среди рабочих в 30 раз выше, чем среди рабочих других производств. Хром вызывает поражение печени, почек, сердца, аллергию, рак, расстройства психики. • Соединения меди очень токсичны, они обладают мутагенными свойствами. При интоксикации соединениями меди поражаются печень, легкие, развивается гипертония, возможны развитие
Органические загрязнители: полихлорированные (ПХБ) и полибромированные (ПББ) бифенилы Эти соединения стали обнаруживать в окружающей среде в течение последних десятилетий. Один из первых тревожных сигналов о последствиях присутствия ПХБ в окружающей среде поступил из Японии в 1968 г. Стал широко известен случай массового отравления людей маслом, загрязненным ПХБ. Эта болезнь получила название "юшо". Мертворожденные дети, заболевания кожи, желудочно-кишечного тракта, нервной системы, поражения печени, селезенки, почек, а также развитие злокачественных новообразований (опухолей) - таков неполный перечень симптомов этого заболевания. Кроме того, наблюдалось потемнение кожи, особенно у детей, рожденных от матерей, которые пострадали от отравления. Научных данных об отдаленных последствиях действия этих веществ на человека пока не имеется.
Органические загрязнители: полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) Существует около 600 ПАУ, из которых наиболее распространенным и стойким в окружающей среде является бензопирен. Он образуется при нагревании органического материала в условиях недостатка кислорода, присутствует в выхлопных газах автомобилей (в особенно больших количествах выделяется дизельными двигателями при плохой отладке), а также в промышленных газовых выбросах. Его присутствие обнаруживается в сигаретном дыме, в дыме коптилен (при копчении окороков и колбас), в выпечных и жареных продуктах и др. Практически любая термическая обработка пищи способствует образованию в ней бензопирена. Бензопирен обладает канцерогенным действием.
Факторы загрязнения и самоочищения среды бензопиреном (БП) (по Н. Ф. Реймерсу)
Органические загрязнители: нитрозоамины Нитрозоамины являются канцерогенными веществами. Особенно сильным канцерогенным действием обладает нитрозометилмочевина. Нитрозоамины могут образовываться в желудке людей, если в пище окажутся предшественники этих соединений в виде аминов или амидов, нитратов или нитритов. Множество разнообразных аминов попадает в организм человека с пищей и лекарствами. Например, широко известный пирамидон - это третичный амин - аминопирин, он исключительно эффективно реагирует с нитратами. Нитраты могут содержаться в овощной продукции, особенно ранней или образовываться в кишечнике или в пище в процессе ее брожжения, например, в квашенной капусте.
Органические загрязнители: винилхлорид Винилхлорид - вещество, из которого получают поливинилхлорид, используемый для упаковки пищевых продуктов и напитков. Винилхлорид выделяется из упаковочных материалов и попадает прямо в пищу человека, причем его количество в пище прямо пропорционально времени хранения, а также заметно увеличивается с ростом температуры. Особое коварство действия канцерогенных веществ, в том числе и винилхлорида, состоит в том, что скрытый период заболеваний продолжается более 15 лет.
НЕФТЯНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ
• • • Что такое нефть и нефтепродукты Нефть представляет собой вязкую маслянистую жидкость, имеющую темно- коричневый цвет и обладающую слабой флуорисценцией. Нефть состоит преимущественно из насыщенных алифатических и гидроароматических углеводородов. Основные компоненты нефти - углеводороды (до 98%) - подразделяются на 4 класса: Парафины (алкены) (до 90% от общего состава) - устойчивые вещества, молекулы которых выражены прямой и разветвленной цепью атомов углерода. Легкие парафины обладают максимальной летучестью и растворимостью в воде. Циклопарафины (0 - 60% от общего состава) насыщенные циклические соединения с 56 атомами углерода в кольце. Кроме циклопентана и циклогексана в нефти встречаются бициклические и полициклические соединения этой группы. Эти соединения очень устойчивы и плохо поддаются биоразложению. Ароматические углеводороды (20 - 40% от общего состава) - ненасыщенные циклические соединения ряда бензола, содержащие в кольце на 6 атомов углерода меньше, чем циклопарафины. В нефти присутствуют летучие соединения с молекулой в виде одинарного кольца ( бензол, толуол, ксилол) , затем бициклические ( нафталин) , полуциклические ( пирен). Олефины (алкены) (до 10% от общего состава) - ненасыщенные нециклические соединения с одним или двумя атомами водорода у каждого атома углерода в молекуле, имеющей прямую или разветвленную цепь. Нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенными загрязняющими веществами в Мировом океане. Попадая в морскую среду, нефть сначала растекается в виде пленки, образуя слои различной мощности. По цвету пленки можно определить ее толщину:
Разлив нефти в море
Изменение цвета поверхности моря в зависимости от концентрации нефтепродуктов и толщины нефтяной пленки Внешний вид Толщина, мкм Количество нефти, л. /кв. км. Едва заметна 0. 038 44 Серебристый отблеск 0. 76 88 Следы окраски 0. 152 176 Ярко окрашенные разводы 0. 303 352 Тускло окрашенные 1. 016 1170 Темно окрашенные 2. 032 2310
Загрязнение мирового океана Независимо от вида загрязнения, идет ли речь о загрязнении почвы, атмосферы или воды, все сводится в итоге к загрязнению вод Мирового океана, куда, в конце концов, попадают все загрязнители, превращая Мировой океан в «мировую помойку» . Загрязнение вод Мирового океана приняло за последние 10 лет катастрофические размеры. Этому во многом способствовало широко распространенное мнение о неограниченных возможностях вод Мирового океана к самоочищению. Многие это понимали так, что любые отходы и отбросы в любом количестве в водах океана подвергаются биологической переработке без вредных последствий для самих вод.
Изменение спектрального состава солнечного света Нефтяная пленка изменяет состав спектра и интенсивность проникновения в воду света. Пропускание света тонкими пленками сырой нефти составляет 11 -10% (280 нм), 60 -70% (400 нм). Пленка толщиной 30 -40 мкм полностью поглощает инфракрасное излучение. Смешиваясь с водой, нефть образует эмульсию двух типов: прямую нефть в воде и обратную вода в нефти. Прямые эмульсии, составленные капельками нефти диаметром до 0, 5 мкм, менее устойчивы и характерны для нефтей, содержащих поверхностно-активные вещества. При удалении летучих фракций, нефть образует вязкие обратные эмульсии, которые могут сохраняться на поверхности, переноситься течением, выбрасываться на берег и оседать на дно.
Влияние нефти на Мировой океан Подсчитано, что даже 15 млн. т нефти достаточно чтобы покрыть нефтяной пленкой Атлантический и Северный Ледовитый океаны. А ведь содержание 10 г нефти в 1 м 3 воды губительно для икры рыбы. Нефтяная пленка (1 т нефти способна загрязнить 12 км 2 площади моря) уменьшает проникновение солнечных лучей, что губительно влияет на процессы фотосинтеза фитопланктона, основной кормовой базы большинства живых организмов морей и океанов. Достаточно 1 л нефти чтобы лишить кислорода 400 тыс. л морской воды.
Масштабы загрязнения • Нефтяные пленки могут: существенно нарушить обмен энергией, теплом, влагой, газами между океаном и атмосферой. А ведь океан играет большую роль в формировании климата, вырабатывает 60 -70 кислорода, необходим для существования жизни на Земле. • При испарении нефти с поверхности воды, присутствие ее паров в воздухе вредно отражается на здоровье людей. Особенно выделяются акватории: Средиземного, Северного, Ирландского, Яванского морей; Мексиканского, Бискайского, Токийского заливов. • Так, почти вся площадь побережья Италии, омываемого водами Адриатического, Ионического, Пирренского, Лигурийского морей, общей протяженностью около 7 500 км загрязняются отходами нефтеперерабатывающих заводов и отбросами 10 тыс. промышленных предприятий.
Источники нефтяного загрязнения Опасность «нефтяной чумы» нигде так не велика, как в районе между Эльбой и Темзой. На этот участок, где ежегодно провозится около полумиллиарда тонн сырой нефти и нефтепродуктов, приходится 50% случаев всех столкновений судов водоизмещением свыше 500 регистровых тонн. Угрожают морю и тысячи километров трубопроводов, по которым идет нефть. Бывают и аварии на буровых платформах.
Использование диспергаторов Чтобы показать, какие последствия для Германии может вызвать крупная авария танкера в Северном море, специалисты по охране среды подробно изучили случай, когда огромный танкер «Торри Кэньон» разбился на скалистом побережье Корнуолла. Это произошло 18 марта 1967 г. Для уничтожения кувейтской нефти, пролившейся в море и на берег, применили так называемые диспергаторы—химические соединения, разбивающие сплошной слой нефти на мелкие капли. Катастрофа погубила мелких обитателей побережья— улиток, морских желудей, от склеивания перьев нефтью погибли тысячи чаек. Прошло два года, пока живой мир побережья в тех местах, где нефть выбросило на берег, хоть сколько-нибудь восстановился. А там, где применяли диспергаторы, до восстановления флоры и фауны прошло десятилетие: противоядие оказалось хуже яда.
Авария на нефтяной платформе
Пожар на нефтяной платформе
Авария танкера «Prestige» у берегов Португалии. В море вылилось 20 млн. галлонов сырой нефти, погибло 300 тыс. птиц, экономический ущерб составил 12 млрд. евро.
Последствия нефтяного загрязнения Если нефть покроет пологие болотистые берега юго-восточной части Северного моря, последствия будут гораздо хуже. Этот отрезок берега от датского Эсбьерга до голландского Хелдера—уникальный район Мирового океана. На илистых отмелях и в узких протоках между ними обитает множество мелких морских животных. Здесь гнездятся и находят себе пищу миллионы морских птиц, нерестятся различные виды рыб, здесь перед выходом в открытое море откармливается их молодь. Нефть уничтожит все.
Под такой пленкой нефти трудно узнать птицу; без помощи человека она обречена
Вклад различных источников в загрязнение Мирового океана • В 1978 г. в мире было около 4 тыс. танкеров, и они перевезли по морю примерно 1 700 млн. т нефти (около 60% мирового потребления нефти). Сейчас приблизительно 450 млн. т сырой нефти (15% мировой добычи за год) поступает из месторождений, находящихся под морским дном. Сейчас за год добывается из моря и перевозится по нему более 2 млрд. т нефти. По оценкам Национальной академии наук США, из этого количества в море попадают 1, 6 млн. т, или одна тысяча трехсотая часть. Но эти 1, 6 млн. т составляют лишь 26% той нефти, которая в сумме попадает за год в море. Остальная нефть, примерно три четверти общего загрязнения, поступает с судов-сухогрузов (льяльные воды, остатки горюче-смазочных материалов, случайно или намеренно сбрасываемые в море), из природных источников, а больше всего—из городов, особенно с предприятий, расположенных на побережье или на реках, впадающих в море.
экологические последствия применения удобрений и пестицидов
Введение В современном мире невозможно представить ведение сельского хозяйства без применения минеральных удобрений и пестицидов. Необходимость в этом связана с желанием получать все большие урожаи на определенном участке земли. Применение удобрений можно рассматривать как одно из проявлений закона увеличения вложения энергии в единицу производимой сельскохозяйственной продукции. Это значит, что для получения одной и той же прибавки урожая требуется все большее количество минеральных удобрений. Применение пестицидов же, как правило, используется для сохранения урожаев от консументов – конкурентов человека и домашних животных.
Пестициды (от лат. pestis - зараза и лат. caedo - убиваю) - химические вещества, используемые для борьбы с вредными организмами. Пестициды применяются главным образом в сельском хозяйстве, хотя их используют также для защиты запасов продовольствия, древесины и других природных продуктов. Во многих странах с помощью пестицидов ведется химическая борьба с вредителями лесов, а также переносчиками заболеваний человека и домашних животных, например, с малярийными комарами.
Хозяйственная классификация пестицидов инсектициды средства борьбы с насекомыми акарициды средства борьбы с клещами дефлоранты – Средства для удаления цветков моллюскоциды средства борьбы с моллюскамии Пестициды фунгициды средства борьбы с грибковыми заболеваниями родентициды средства борьбы с грызунами гербициды средства борьбы с сорняками дефолианты – средства для удаления листьев
Химическая классификация пестицидов (основные группы) Классы пестицидов Минеральные Растительные Представители Неорганические соединения ртути и мышьяка Потребительские свойства в настоящее время не применяются настои табака, чеснока и т. д. , пиретрум ограниченное применение Хлорорганические Синтезированные инсектицидные Ртутьорганические фунгицидные Фосфорорганические родентицидные Производные феноксиуксусной кислоты гербицидные
Схема действия пестицида действие пестицид вредитель + 1, 2 побочных эффекта Представление практика сельского хозяйства о действии пестицида действие пестицид экосистема Представление эколога о действии пестицида
Действие пестицидов Большинство синтезированных органических пестицидов не отличается высокой избирательностью и действуют на самые различные организмы, в том числе и на те, для которых они не предназначены. Если все же предположить, что созданы пестициды с высокой избирательностью, то и в этом случае они будут влиять на всю экосистему. Элиминация из сообщества всего лишь одного влиятельного вида приведет к глубоким изменениям в экосистеме. Так удаления из экосистемы растения приведет к вымиранию фитофагов, связанных с этим видом трофическими отношениями. За ними исчезнут вторичные консументы. Эти изменения затронут и другие более высокие трофические уровни.
Популяционный эффект действия пестицида 1. Снижение численности; 2. Изменение полового состава (в том случае, если один из полов обладает к пестициду большей чувствительностью); 3. Изменение возрастного состава (если молодые особи или какие-то стадии менее устойчивы к препарату, чем взрослые особи); 4. Снижение плодовитости (вплоть до полной стерильности); 5. Уменьшение устойчивости организмов к действию неблагоприятных факторов среды из-за хронического отравления пестицидом. 6. Изменение поведения животных вследствие отравления пестицидом (таким свойством обладают фосфорорганические пестициды).
Биоценотический эффект 1. Нарушение трофических и симбиотических связей между организмами. 2. Вымирание зависимых от этого вида организмов. 3. Уменьшение видового разнообразия экосистемы. 4. Отравление пестицидом видов, занимающих более высокий трофический уровень из-за его кумуляции в организме (хлор- и ртутьорганические пестициды).
Накопление инсектицидов в пищевых цепях (Eichler, 1969)
Распространение пестицидов Пестициды распространяются на большие пространства, весьма удаленные от мест их применения. Многие из них могут сохраняться в почвах достаточно долго (период полураспада ДДТ в воде оценивается в 10 лет, а для диэлдрина он превышает 20 лет). При использовании даже наименее летучих компонентов более 50% активных веществ в момент воздействия переходят прямо в атмосферу, а для таких пестицидов, как ДДТ и диэлдрин, характерна дистилляция с парами воды на земной поверхности. Эта часть пестицидов, не достигших растений, подхватывается ветром и осаждается в районах суши или океана, весьма удаленных от зон применения вещества. Они в конечном итоге попадают в различные экосистемы, включая океан, пресноводные водоемы, наземные биомы и др. , в значительных количествах накапливаются в почвах и увеличивают свои концентрации при движении по трофическим цепям.
Схема распространения пестицидов пестицид
Влияние пестицидов на окружающую среду • • • Пестициды являются единственным загрязнителем, который сознательно вносится человеком в окружающую среду. Пестициды поражают различные компоненты природных экосистем: уменьшают биологическую продуктивность фитоценозов, уменьшают видовое разнообразие животного мира, снижают численность полезных насекомых и птиц, порождают «возрождение» вредителей, появлением их после обработки в большем количестве; это обусловлено тем, что препарат убивает не только вредителей, но и хищников, уничтожавших их, приводит к накоплению пестицидов в почве и ее отравлению, представляют опасность и для самого человека. Пестициды, содержащие хлор (ДДТ, гексахлоран, диоксин, дибензфуран и др. ), отличаются не только высокой токсичностью, но и чрезвычайной биологической активностью и способностью накапливаться в различных звеньях пищевой цепи. Даже в ничтожных концентрациях пестициды подавляют иммунную систему организма, повышая таким образом его чувствительность к инфекционным заболеваниям. В более высоких концентрациях эти примеси оказывают мутагенное и канцерогенное действие на организм человека.
Минеральные удобрения — неорганические соединения, содержащие необходимые для растений элементы питания. Минеральные удобрения содержат питательные вещества в виде различных минеральных солей. В почвах обычно имеются все необходимые растению питательные элементы. Но часто отдельных элементов бывает недостаточно для удовлетворительного роста растений. На песчаных почвах растения нередко испытывают недостаток магния, на торфяных почвах – молибдена, на черноземах – марганца и т. п. Применение минеральных удобрений – один из основных приемов интенсивного земледелия. С помощью удобрений можно резко повысить урожаи любых культур на уже освоенных площадях без дополнительных затрат на обработку новых земель.
Виды минеральных удобрений Минеральные удобрения калийные фосфорные Комплексные (многосторонние) Простые (односторонние) микроудобрения азотные
Влияние удобрений Почва • Потеря плодородия, изменяется видовой состав почвенных организмов, нарушается круговорот веществ, разрушается структура, Вода и воздух • Обогащение вод азотом и фосфором сопровождается зарастанием водоемов, размножением в них водорослей. Наряду с загрязнением минеральными удобрениями поверхностных вод, прогрессирует поступление их в грунтовые воды. Растения • При высоких дозах или несвоевременных способах внесения — накопление в виде нитратов(особенно в овощах), буйный рост в ущерб устойчивости, повышенная заболеваемость, особенно грибными болезнями. Хлористый аммоний способствует накоплению хлора.
Животные • авитаминозы, уменьшение продуктивности, накопление мочевины в молоке, повышение заболеваемости, снижение плодовитости, токсикозы. Человек • восстанавливаются в организме до нитритов, вызывающих нарушение обмена веществ, отравления, ухудшение иммунологического статуса, метгемоглобинемию (кислородное голодание тканей). При взаимодействии с аминами (в желудке) образуют нитрозамины - опаснейшие канцерогены. повреждение эмали зубов у человека, потерю эластичности кровеносных сосудов, остеохондрозные явления, отравления. У детей могут вызывать тахикардию, цианоз, потерю ресниц, разрыв альвеол. Положительное • Повышают содержание белка в зерне, улучшают хлебопекарные качества зерна • Снижают отрицательное воздействия азота, улучшают качество продукции, способствуют повышению устойчивости растений к болезням.
Заключение • Это не значит, что надо либо полностью отказаться от пестицидов и удобрений, либо постоянно увеличивать объемы их применения. • Пестициды, причиняющие минимальный вред среде и экосистемам (например, с коротким периодом полураспада) целесообразно применять только в тех случаях, когда другие методы не позволяют достичь поставленной цели. Например, для снятия «вспышек численности» нежелательных видов. В других случаях надо использовать более мягкие методы. Их обычно называют «беспестицидные технологии» , «биологические меры борьбы с вредителями» и т. п. • Основной способ уменьшить негативные последствия влияния удобрений на окружающую среду - умеренное и научно обоснованное применение удобрений (оптимальные дозы, минимальное количество вредных примесей, чередование с
ФИЗИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ТЕПЛОВОЕ РАДИОАКТИВНОЕ АКУСТИЧЕСКОЕ (ШУМОВОЕ) ВИБРАЦИОННОЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЕ ЗАПАХИ
ФИЗИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ • физическое (его можно также называть энергетическим) загрязнение представляет собой присутствие в окружающей среде (литосфере, атмосфере и гидросфере) дополнительно к естественным геофизическим полям физических полей, создаваемых человеком в процессе реализации современных технологий • Такие физические поля носят название техногенных (или технологических)
ТЕХНОГЕННОЕ ФИЗИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ
ФИЗИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ Вид физического поля Единица измерения Уровень поля фоновый достигаемый Акустическое д. Б 25 -30 80 -120 Вибрационное мм • с 0, 02 -0, 50 0, 02 -16, 0 Температурное º С -160 - +1500 Электрическое: wблуждающие токи wатмосферное электричество м. В/м +ион/-ион 5 -10 1, 15 -1, 2 10 -1600 1, 0 -1, 5 Электромагнитное к. В/м 10 (-6) 2, 5 -10, 0 Радиационное м. Р/ч 0, 003 -0, 025 0, 018
ТЕПЛОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ Сброс тепловых отходов в окружающую среду, в результате чего происходит изменение температурного режима компонентов геосфер: • Тепловое загрязнение водоемов • Тепловое загрязнение атмосферы • Тепловое загрязнение верхних слоев литосферы
ТЕПЛОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ • • • Источники теплового загрязнения: горячие цеха и подземные газоходы металлургических предприятий теплотрассы сборные коллекторы коммуникационные туннели метрополитена обогреваемые подземные сооружения сбросы горячих технологических вод в реки и открытые водоемы установки, используемые для промораживания слабых и плывунных грунтов при строительстве подземные хранилища сжиженного газа
ТЕПЛОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ Концентрация большого числа источников тепловой энергии в определенных местах (например, в больших городахмегаполисах) создает предпосылки формирования так называемых тепловых куполов - прогретых объемов геологического пространства и атмосферы.
ТЕПЛОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ В пределах территорий крупных городов на небольших глубинах (10 -30 м) формируются обширные геотермические аномалии с превышением температуры над фоновой на 6 -10 С. Температура воздуха над крупными городами в среднем на 1 -2 С (3 -5 С) выше фоновой
Тепловой шлейф в Финском заливе
ТЕПЛОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ Биологические эффекты теплового загрязнения водоемов: • Тепловая гибель рыбы Ø Для каждого вида существует свой интервал температур, наиболее благоприятный для его выживания Ø Неспособность водных обитателей регулировать температуру тела Ø Понижение концентрации кислорода
ТЕПЛОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ Биологические эффекты теплового загрязнения водоемов: • Снижение репродуктивной функции организмов Ø Форель способна выживать в теплой воде, но не способна размножаться • Изменения в поведении рыб от теплового шока Ø Становятся более легкой добычей для хищников
ТЕПЛОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ Биологические эффекты теплового загрязнения водоемов: • Повышается чувствительность к болезням • Упрощается структура водного сообщества Ø Снижается устойчивость экосистемы
ТЕПЛОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ Отрицательные эффекты теплового загрязнения: • Прогретый (или промороженный) грунт взаимодействует с растениями, животными и микробными сообществами, для которых грунтовая толща является средой обитания • Техногенные изменения температурного режима могут ухудшать условия жизни и работы людей • Коррозионное повреждение тепло- и газопроводов, канализации и т. п.
ШУМОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ • Шум – сочетание звуков различной частоты и интенсивности • Шум – любой нежелательный звук, оказывающий вредное воздействие на организм человека • Шумовое загрязнение - превышение естественного уровня шумового фона или ненормальное изменение звуковых характеристик: периодичности, силы звука и т. п.
ШУМОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ Звуковой диапазон: частота от 20 Гц до 20 000 Гц (20 к. Гц) • около 20 000 Гц — верхний порог слуха ребёнка (зависит от человека) • около 14 500 Гц — верхний порог слуха взрослого человека (зависит от человека) • 7040 Гц — «ля» 5 -й октавы • 3520 Гц — «ля» 4 -й октавы • 1760 Гц — «ля» 3 -й октавы • 880 Гц — «ля» 2 -й октавы • 440 Гц — «ля» 1 -й октавы • 220 Гц — «ля» Малой октавы • 110 Гц — «ля» Большой октавы • 100 Гц — частота гудения сетевого трансформатора • 17— 20 Гц — нижний порог слуха взрослого человека (зависит от человека)
ШУМОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ • Инфразвуковой диапазон: частота менее 20 Гц • Ультразвуковой диапазон: частота более 20 000 Гц
ШУМОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ Непроизводственные шумы д. Б Производственные шумы д. Б Шепот, шорох листьев 10 Типографии 74 Жилая комната 35 Машиностроительные заводы 80 Уличные шумы 55 Металлорежущие станки Речь, шум в магазине 60 Строительные предприятия 95 Легковые автомобили 77 Металлургические заводы 99 Автобусы 80 Компрессорная станция 100 Дизельный грузовик 90 Газотурбинная энергоустановка 105 Железнодорожный транспорт 100 Дисковая пила 105 Воздушный транспорт 100 Пескоструйный аппарат 115 Гром 120 Реактивный двигатель 120140 Болевой порог 130 Выстрел из артиллерийского орудия 160170 80 -96
ШУМОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ • • • Источники шума: Наземный транспорт (автомобильный и железнодорожный) Воздушный транспорт Промышленные предприятия Строительные машины и механизмы Детские сады, школы
ШУМОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ • С санитарно-гигиенических позиций нормальным (комфортным) считается акустический режим при уровне звука 10 -65 д. Б • Максимально дискомфортным является уровень звука выше 80 д. Б • Для нервной системы человека вреден шум, превышающий 50 -60 д. Б (уровень звука обычного аудиоплейера достигает 60 -70 д. Б)
ШУМОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ Последствия воздействия шума: • • • нарушение сна сердечно-сосудистые и нервные расстройства чувство усталости повышенная утомляемость понижение настроения понижается способность к учебе понижается производительность труда снижается слух 120 -130 д. Б – болевое ощущение, акустическая травма 186 д. Б – разрыв барабанных перепонок 196 д. Б – повреждение легочной ткани
ШУМОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ Инфразвук (менее 20 Гц) • Источники: землетрясения, бури, ураганы, цунами, мощное оборудование (станки, компрессоры, дизельные двигатели, вентиляторы, реактивные двигатели, транспортные средства) • Слабо поглощается, распространяется на большие расстояния • Физиологическое действие: боль в ухе, беспричинный страх, утомление, головная боль, головокружение, снижение остроты зрения • Особенно опасны колебания с частотой 4 -12 Гц
ШУМОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ • • • Ультразвук (более 20 к. Гц) Источники ультразвука: все виды ультразвукового технологического оборудования, ультразвуковые приборы и аппаратура промышленного, медицинского, бытового назначения, генерирующие ультразвуковые колебания в диапазоне частот от 18 к. Гц до 100 МГц и выше. К источникам ультразвука относится также оборудование, при эксплуатации которого ультразвуковые колебания возникают как сопутствующий фактор. Хорошо поглощается газами (воздухом) и жидкостями (примерно в 1000 раз слабее) Физиологическое действие: нарушается деятельность нервной системы, снижается болевая чувствительность, изменяется сосудистое давление, изменяется состав и свойства крови Повреждает молекулы ДНК Вызывает мутации
ШУМОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ • Воздействие на экосистемы изучено мало • Шум оказывает беспокоящее и отпугивающее воздействие на животных
ВИБРАЦИОННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ • Вибрация или динамическое воздействие – совокупность механических колебаний • Передаются от источников к различным объектам, в том числе и к объектам живой природы • Источники: оборудование промышленных предприятий, движущиеся транспортные средства, строительные машины и механизмы, техническое оборудование зданий и др. • Воспринимается через передающую среду
ВИБРАЦИОННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ • • Последствия вибрации: Изменение рельефа поверхности Снижение механической прочности пород Уплотнение пород Оползни и обвалы Проседание поверхности, образование полостей Разрушение фундаментов зданий и инженерных сооружений, коммуникаций Физиологическое действие: нарушение сердечной деятельности, расстройство нервной системы, спазмы сосудов, уменьшение подвижности суставов; при явлении резонанса – механическое повреждение органов вплоть до разрыва Беспокоящее и отпугивающее воздействие на животных
РАДИОАКТИВНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ • Ионизирующее излучение – излучение, взаимодействие которого с окружающей средой приводит к образованию ионов • Альфа (ά)-излучение, поток ядер гелия Не, образуются при ядерных реакциях, низкая проникающая способность, задерживаются листом бумаги, одеждой • Бета (β)-излучение, поток электронов, возникает при радиоактивном распаде, низкая проникающая способность (но выше, чем у альфа-излучения), задерживается алюминиевой пластиной толщиной 3, 5 мм • Гамма (γ)-излучение, электромагнитное излучение с высокой энергией и с малой длиной волны, испускается при ядерных превращениях, высокая проникающая способность
РАДИОАКТИВНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ
РАДИОАКТИВНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ • • Естественные источники: Космические лучи Земная радиация (калий-40, рубидий-87, уран-238 и тория-232 – долгоживущие изотопы, включившиеся в состав Земли с самого ее рождения. Средняя эффективная эквивалентная доза, которую человек получает за год от земных источников радиации, составляет примерно 350 микрозивертов Внутреннее облучение (радиоактивные вещества калий-40, свинец-210, полоний-210 и пр. , попавшие в организм с пищей, водой и воздухом) Радон (бесцветный, не имеющий вкуса и запаха тяжелый (в 7, 5 раза тяжелее воздуха) газ, высвобождается из земной коры повсеместно, но основную часть дозы облучения человек получает, находясь в закрытом, непроветриваемом помещении)
РАДИОАКТИВНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ Техногенные источники: • Ядерные взрывы • Медицинские обследования • Атомные электростанции (аварии) Радиационный фон на Земле за последние 50 лет повысился на 60— 70%.
РАДИОАКТИВНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ
РАДИОАКТИВНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ • • • Воздействие на живые организмы: Лучевая болезнь Изменения в клетках Мутагенное влияние Канцерогенное влияние Бесплодие
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ • Совокупность электрических и магнитных полей • Источники: атмосферное электричество, космические лучи, излучение Солнца, трансформаторы, генераторы, лазерные установки, микроволновые печи, мониторы компьютеров, высоковольтные линии электропередач (ЛЭП), измерительные приборы, устройства защиты и автоматики и др.
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ Воздействие на живые организмы: • • Нарушение функций сердечно-сосудистой системы Ухудшение обмена веществ Изменение состава крови Снижение биохимической активности белковых молекул Повышенная утомляемость Нарушение сна Торможение рефлексов и др.
ЗАПАХИ КАК ЗАГРЯЗНИТЕЛЬ
БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ
Основные понятия Под биологическим загрязнением понимают привнесение в экосистемы в результате антропогенного воздействия не характерных для них видов живых организмов: бактерий, вирусов, растений, животных, гирбов или их зачатков (спор, гамет, семян и др. ), ухудшающих условия существования естественных биотических сообществ или негативно влияющих на здоровье человека. Особую опасность представляет биологическое загрязнение среды возбудителями инфекционных и паразитарных болезней. Биологическое загрязнение приводят к непредсказуемым последствиям в поведении популяций возбудителей и переносчиков опасных для человека и животных болезней.
Источники биологического загрязнения Основными источниками биологического загрязнения являются сточные воды предприятий пищевой и кожевенной промышленности, бытовые и промышленные свалки, кладбища, канализационная сеть, поля орошения и др. Из этих источников разнообразные органические соединения и патогенные микроорганизмы попадают в почву, горные породы и подземные воды, По данным санэпидстанций, патогенные кишечные палочки обнаруживаются в подземных водах на глубине до 300 м от поверхности земли.
Источники биологического загрязнения Источниками биологического загрязнения также могут быть сооружения биохимической очистки сточных вод предприятий и городов, больницы, поликлиники, свалки бытовых и промышленных отходов, мусоропроводы, контейнеры бытовых отходов, птицефабрики, свиноводческие комплексы, фермы и т. д. Адсорбированные, т. е. прилипшие к частичкам аэрозолей микроорганизмы могут распространяться на большие расстояния.
Биологическое загрязнение жилища • Говоря о биологическом загрязнении окружающей среды, обычно имеют в виду загрязнение организмами и веществами, негативно воздействующими на здоровье человека. Вредные вещества находятся в воде, почве, воздухе, в организме человека, да и в любой среднестатистической квартире найдётся множество биологических загрязнителей. • Под этим страшным термином обычно подразумевают вирусы, бактерии, плесневые грибки, шерсть животных, растительные аллергены, частички земли из цветочных горшков, продукты жизнедеятельности наших «соседей» - тараканов, мышей, клещей. Совершенно изолировать помещение от них нельзя: микроорганизмы переносятся людьми и животными, и аллергенами могут стать частички хитина клещей и тараканов, уличная пыль, втянутая кондиционером, белки из слюны животных, которые поднимаются в воздух вместе с пылью. • Высокая концентрация биологических загрязнителей в воздухе может вызывать аллергические реакции вплоть до бронхиальной астмы; возбудители некоторых инфекционных болезней (грипп, корь, паротит, туберкулез) также переносятся воздушным путем. В помещениях с низкой влажностью вся пыль находится в воздухе во взвешенном состоянии. Она проникает в легкие, вызывая дискомфорт, головокружение, постоянное покашливание, сухость слизистых, которые становятся особенно уязвимы, утрачивая влажный защитный слой.
Пыльца Зерна пыльцы содержат вещества (аллергены), которые могут вызывать у восприимчивых людей аллергические реакции, обычно в виде «сенной лихорадки» , или ринита. Подобного рода аллергия связана, прежде всего, с внешней средой; во внутренних помещениях концентрация пыльцы обычно значительно ниже, чем в наружном воздухе. Различие в концентрации пыльцы снаружи и внутри помещений наиболее значительно для зданий, у которых системы подогрева, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) снабжены эффективными фильтрами. Оконные кондиционеры также снижают концентрацию пыльцы по сравнению с системами естественной вентиляции зданий. Тем не менее, в некоторых производственных помещениях можно ожидать высокую концентрацию пыльцы, например, в домах, где из эстетических соображений размещено множество цветущих растений, или в теплицах.
Перхоть состоит из мельчайших чешуек кожи и частичек волоса или перьев животных (а также высохшей слюны и мочи) и является источником сильнейших аллергенов, которые могут вызывать у восприимчивых людей насморк и приступы астмы. Основным источником перхоти во внутренних помещениях обычно являются кошки и собаки, однако крысы, мыши (вредители или те, кого содержат в качестве домашних либо подопытных животных), хомяки, морские свинки и птицы могут тоже вызывать аллергические реакции. Перхоть от них, а также сельскохозяйственных животных и тех, кого разводят для развлечения (например, лошадей), может попадать внутрь помещения на одежде, но наибольшая ее концентрация, скорее всего, будет наблюдаться в помещениях, предназначенных для содержания животных, в лабораториях и населенных вредителями зданиях.
Насекомые Эти организмы и их выделения могут также вызывать дыхательные и другие аллергии, но в большинстве случаев их доля в общем биологическом загрязнении воздуха, похоже, не особенно велика. Частицы тараканов (особенно Blatella germanica и Periplaneta americana) могут оказывать существенное влияние в загрязненных, горячих и влажных рабочих помещениях. Чувствительность к частицам от тараканов и других насекомых, включая саранчу, долгоносиков, мучных жуков и плодовых мушек, может служить причиной ослабления здоровья среди занятых в животноводстве и работников лабораторий.
Микроскопические клещи Эти паукообразные обычно соседствуют с пылью, но фрагменты этих микроскопических родственников пауков и их выделения могут присутствовать и в воздухе внутренних помещений. Особое внимание следует обратить на домашнего клеща, Dermatophagoides pteronyssinus. Он и его ближайшие сородичи являются главной причиной дыхательной аллергии. Клещи этого вида водятся преимущественно в домах, предпочитая постельное белье и обитую тканью мебель. Есть немногочисленные свидетельства того, что они живут и в мягкой мебели офисов. Пищевые клещи, которые водятся в местах хранения продуктов и фуража для скота, например, Acarus, Glyciphagus и Tyrophagus, также могут служить источником аллергенов во внутренних помещениях. Несмотря на то, что по большей части их воздействию подвержены фермеры и работники продовольственных складов, пищевые клещи, подобно Dermatophagoides pteronyssinus, могут присутствовать в иных внутренних помещениях, особенно в зданиях с повышенной температурой и влажностью.
Вирусы оказывают существенное влияние на здоровье человека, но они не могут вести независимое существование вне живых клеток и тканей. Имеются свидетельства того, что некоторые из них распространяются через устройства рециркуляции или системы подогрева, вентиляции и кондиционирования воздуха, но основным способом их передачи является личный контакт. Даже кратковременное вдыхание аэрозолей, образующихся при кашле и чихании - например, при обычной простуде или гриппе - может привести к инфекции. Таким образом, риск заражения повышается в переполненных людьми помещениях. Очевидные, что никакие изменения в проектировании и эксплуатации зданий не способны существенно повлиять на данный фактор биологического загрязнения.
Бактерии Наиболее часто встречающиеся бактерии обитают в слизистой оболочке рта, носа, носоглотки и на кожных покровах: Staphylococcus epidermidis, S. aureus, а также разновидности Aerococcus, Micrococcus и Streptococcus. Другие распространены не так сильно, но иногда удается обнаружить присутствие Actinetobacter, Aeromonas, Flavobacterium и особенно Pseudomonas. Бактерия, вызывающая "болезнь легионеров", Legionella pneumophila, может встречаться в системах водяного теплоснабжения, увлажнителях и кондиционерах, а также в оборудовании для лечения органов дыхания, в лечебных ваннах, джакузи и душевых. Она попадает к человеку из вырабатываемых подобными устройствами водных аэрозолей, а также может распространяться от ближайших к зданию башен охлаждения. Время жизни Legionella pneumophila на открытом воздухе не превышает 15 минут. В дополнение к упомянутым выше одноклеточным бактериям существуют волокнистые микроорганизмы, актиномицеты, которые вырабатывают распространяющиеся по воздуху споры. Они живут во влажной среде и могут иметь сильный специфический запах. Два типа подобных бактерий, Faenia rectivirgula (Micropolyspora faeni) и Thermoactinomyces vulgaris способны размножаться при температуре , и их можно обнаружить в бытовых увлажнителях, а также в системах подогрева, вентиляции и кондиционирования воздуха.
Грибы В воздухе жилых и непромышленных помещений имеются споры многих разновидностей плесени, но в основном это Cladosporium, Penicillium, Aspergillus и Eurotium. Некоторые из видов плесени, например Cladosporium, в изобилии встречаются на листьях и других частях растущих на открытом воздухе растений, особенно летом. Тем не менее, несмотря на то, что споры могут попадать в помещение снаружи, Cladosporium способна расти на влажных поверхностях внутри зданий, вырабатывая споры, которые усиливают биологическое загрязнение воздуха. Различные разновидности Penicillium, а также Aspergillus и Eurotium можно обнаружить практически во всех пробах воздуха, взятых внутри помещений, и иногда их споры присутствуют там в значительных количествах. В содержащейся в воздухе флоре можно также найти отличающиеся от плесени розовые дрожжи Rhodotorula или Sporobolomyces.
Иные загрязнители Кроме взвеси вышеперечисленных частиц воздух помещений может содержать летучие органические соединения, являющиеся продуктами жизнедеятельности живых организмов, например, комнатных растений и микроорганизмов.
Животные как биологические загрязнители Гребневик мнемиопсис Китайский мохнорукий краб Бокоплав Gmelinoides fasciatus Гребневик берое Аборигенный озерный бокоплав и рачок-вселенец Gmelinoides fasciatus Колорадский жук
ПРИМЕРЫ ИНВАЗИОННЫХ ВИДОВ РАСТЕНИЙ Ина биоразнообразие ТЕРРИТОРИИ РОССИИ Виды-интродуценты Воздействие ЖИВОТНЫХ ДЛЯ Меры регулирования Растения (Plant) 1. Ambrosia artemisiifolia – амброзия полыннолистная 2. A. trifida – амброзия трехраздельная 3. A. maritima – амброзия приморская 4. Solanum rostratum – паслен клювовидный 5. S. carolinense – паслен каролинский 6. Salvia lanceifolia – шалфей ланцетолистный 7. Amaranthus retroflexus – ширица колосистая 8. A. blitoiddes – ширица жминдовидная 9. Elodea canadensis – элодея канадская Жуки (Coleoptera) 1. Acanthoscelides obtectus – фасолевая зерновка 2. Callosobruchus chinensis – китайская зерновка 3. Leptinotarsa decemlineata – колорадский жук Бабочки (Lepidoptera) 4. Grapholitha molesta – восточная плодожорка 5. Hyphantria cunea – американская белая бабочка Кокциды (Coccidaе) 6. Quadraspidiotus perniciosus –калифорнийская щитовка Птицы (Aves) 1. Streptopelia decaocto – кольчатая горлица 2. Pastor roseus – розовый скворец 3. Branta canadensis – канадская казарка ХО Н Млекопитающие (Mammalia) 1. Сastor canadensis – канадский бобр 2. Ondatra zibetica – ондатра 3. Nyctereutes procyonoides – енотовидная собака 4. Procyon lotor – енот-полоскун ХО 5. Mustela vison – американская норка О О О О О Б Б Б Б Н Б О О О Б Б Б О О Б Б О Б Х Х ХО Н Н Н ХО ХО О Б Б Б Н Б Примечание: О – отрицательное влияние на биоразнообразие; Х – неизвестное влияние; ХО – нейтральное или местами хозяйственное значение; Б – применяются меры регулирования (химические и биологические методы борьбы с насекомыми и растениями, охота); Н – не применяются меры регулирования.
Нормирование качества окружающей среды Основой законодательства об охране окружающей среды являются ПДК (предельно допустимая концентрация) вредных веществ, количественно характеризующие такое содержание вредных веществ в атмосферном воздухе, при котором на человека и окружающую среду еще не оказывается ни прямого, ни косвенного вредных воздействий. Прямым воздействием считают временное раздражение, а также патологические изменения организма в результате накопления в нем вредных веществ выше определенной дозы. Под косвенным воздействием имеются в виду такие изменения в окружающей среде, которые, не оказывая вредного влияния на организм, ухудшают обычные условия обитания (например, увеличивают число туманных дней, поражают зеленые насаждения и т. п. ).
ПДК – максимальная концентрация примесей в атмосфере, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни не оказывает вредного воздействия на человека, включая отдаленные последствия, а также на окружающую среду.
ПДК обоснована клиническими и санитарно-гигиеническими исследованиями и носит законодательный характер. Она определяются по результатам изучения влияния веществ на человеческий организм. Испытания проводят на животных, а также в отдельных случаях на людях (например, для обнаружения порога восприятия запаха). Пороговая концентрация устанавливается на основе реакции у наиболее восприимчивых людей. Нормативные величины ПДК устанавливаются по отношению к пороговым величинам обычно с двукратным запасом, поэтому двойное превышение санитарных норм приземных концентраций, как правило, не увеличивает число заболеваний населения. В отдельных случаях для особо опасных веществ ПДК устанавливаются с большим запасом по отношению к выявленной пороговой величине влияния на организм. Так, при установлении ПДК для бенз(а)пирена – канцерогена – принят десятикратный запас.
ПДК не являются международным стандартом и могут несколько различаться в разных странах, что зависит от методов определения и спецификации. В РФ, как правило, ПДК соответствуют самым низким значениям, которые рекомендованы Всемирной организацией здравоохранения. Для тех веществ, которые оказывают немедленное, но временное раздражающее действие (рефлекторное – воздействие на органы чувств), устанавливают максимальные разовые предельно допустимые концентрации (ПДКм. р) за 20 -минутный период. Для веществ, накопление которых в организме вредно, устанавливают среднесуточные предельно допустимые концентрации (ПДКс. с). Для веществ с немедленным раздражающим действием, а также вызывающих патологические изменения при накоплении в организме, устанавливают ПДКм. р и ПДКс. с. При этом, если порог разового (раздражающего) воздействия вещества на организм больше порога токсического (среднесуточного) воздействия, для вещества устанавливаются различные величины ПДКм. р и ПДКс. с. Например, для оксида углерода ПДКм. р= 5 мг/м 3, а ПДКс. с = 3 мг/м 3.
ПДК Нормативы ПДК являются едиными для всей территории РФ. Предельно допустимые концентрации установлены и для атмосферного воздуха жилых районов. В необходимых случаях для отдельных районов устанавливаются более строгие нормативы ПДК загрязняющих веществ в атмосферном воздухе. В частности, более строгие нормативы установлены для отдельных заповедных зон. Для зон санитарной охраны курортов, мест размещения крупных санаториев и домов отдыха, а также зон отдыха ПДК установлена на 20 % меньше, чем для жилых районов.
Основы нормирования качества окружающей среды а) медицинский (пороговый уровень угрозы здоровью человеку, его генотипу), б) технологический (способность экономики обеспечить выполнение установленных пределов воздействия на человека и среду его жизни), в) научно-технический (возможность научно-технических средств контролировать соблюдение пределов воздействия по всем его параметрам).
Классификация нормативов качества окружающей среды Санитарно-гигиенические нормативы: предельно допустимая концентрация вредных веществ (ПДК). Применяется к химическим загрязнителям; • предельно допустимый уровень воздействия (ПДУ). Используется для регламентации воздействия физических факторов среды; Производственно хозяйственные: • предельно допустимый выброс вредных веществ (ПДВ). Используется для контроля за выбросом вредных веществ в окружающую среду, обычно в атмосферу, тем или иным источником загрязнения; • предельно допустимый сброс вредных веществ (ПДС). • предельные нормативы образования отходов (ПНО). • предельные нормативы образования отходов и лимиты на их размещение (ПЛР). Применяется для контроля над источниками загрязнения водоемов Комплексные: • предельно допустимая нагрузка на окружающую среду (ПДН). Предельно допустимы нормы нагрузки на природную среду (ПДН) это максимально возможные антропогенные воздействия на природные ресурсы или комплексы, не приводящие к нарушению устойчивости экологических систем (природных и национальных парков, санаторно-курортных зон и т. д. ) •
Классификация нормативов качества окружающей среды Емкость природной среды или (экологическая емкость территории) - потенциальная способность природных систем переносить ту или иную антропогенную нагрузку без нарушения основных функций экосистем. Нормативы природных объектов: Применяются к компонентам природной среды и регламентируют их изъятие. • объемы допустимых уловов (ОДУ). • отстрел охотничьих животных • расчет лесосеки • нормы землеотводов (без изъятия природного объекта) Территориальные нормативы: • санитарно-защитные зоны промышленных предприятий. • водоохранные зоны (включая прибрежные защитные полосы). • санитарные зоны
Скачать презентацию ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Общие понятия Загрязнение
Загрязнение.pptx