Отравление окружающей среды химическими веществами

Загрязнение окружающей среды и здоровье человека тесно связаны. Основной источник загрязнения биосферы – хозяйственная деятельность людей. Твердые, жидкие и газообразные отходы производства, от содержания скота, выхлопные газы автомобилей, неорганические средства для повышения урожайности попадают в природную среду в ужасающих количествах. Человек не просто вдыхает загрязненный воздух. Химические вещества, из которых состоят отходы, попадают в почву, воду, по экологической цепи из одного звена попадают в другое и попадают в организм человека из разных источников. На планете не существует уголка, в котором в той или иной концентрации не было бы загрязняющих химических веществ. Речь идет лишь об интенсивности. В больших промышленных городах она катастрофическая. Даже во льдах Антарктики, где промышленных предприятий нет, ученые-экологи обнаружили токсические отходы.

При регулярном воздействии на человека токсические вещества даже в небольших количествах провоцируют хроническое отравление. Вы заметили, как много ваших знакомых жалуется на постоянную усталость, неспособность сосредоточить внимание и забывчивость, быструю утомляемость, апатию, сонливость или бессонницу, необъяснимые колебания настроения, кашель, бронхит? Особенно эти симптомы характерны для жителей больших городов. Экологи утверждают, что все это – первые признаки отравления организма промышленными отходами. Почему с каждым годом все больше больных с различными поражениями печени, почек, нервной системы и кроветворных органов? И снова первопричина одна – загрязнение окружающей среды. Хроническое отравление становится причиной массового появления у людей аллергических заболеваний. Исследователи от медицины установили прямую связь между постоянным возрастанием числа заболевания раком и хронической астмой с ухудшением экологической обстановки. Уже точно известно, что отходы, в состав которых входят ядохимикаты, хром, бериллий, асбест, никель, вызывают раковые заболевания. Сильно усугубляет ситуацию усиление радиационного фона.

Наиболее уязвимы люди преклонного возраста, те, кто уже страдает хроническими заболеваниями, и дети. С детьми все обстоит очень серьезно. Врачи изучали причины резкого и непрекращающегося по сей день увеличения числа хронических заболеваний у новорожденных. Обнаружена прямая связь между повышенной загрязненностью воздуха, воды и почвы химическими соединениями в регионе и увеличением случаев нарушений репродуктивной функции, самопроизвольных выкидышей, осложнений во время беременности, рождением деток с хроническими болезнями и отставанием в развитии.

Наиболее опасные загрязнители окружающей среды.

Принято считать, что по степени опасности для здоровья человека среди химических загрязнителей первенство в настоящее время принадлежит тяжелым металлам, хлорированным углеводородам, нитратам, нитритам и нитросоединениям, асбесту, пестицидам. Очень опасными для здоровья являются радионуклиды, токсины микроорганизмов, лекарственные средства (антибиотики и другие, как правило, синтетические химические соединения), а также ряд загрязнителей биологического происхождения: бактерии, вирусы, грибковые, простейшие и паразиты.

Наиболее опасными и токсичными из тяжелых металлов являются кадмий, ртуть и свинец. Установлена связь между количеством обнаруженных в воде и почве кадмия, свинца, мышьяка и уровнями заболеваемости злокачественными новообразованиями различных форм среди населения экологически неблагополучных районов.

Загрязнение кадмием пищевых продуктов, как правило, происходит из-за загрязнения почвы и питьевой воды сточными водами и другими отходами промышленных предприятий, а также при использовании фосфорных удобрений и пестицидов. В воздухе сельских местностей концентрация кадмия в 10 раз превышает уровни естественного фона, а в городской среде нормативы могут быть превышены до 100 раз. Больше всего кадмия человек получает с растительной пищей.

Ртуть, как другой биоцид, относящийся к тяжелым металлам, имеет два типа кругооборота в природе. Первый связан с естественным природным обменом элементарной (неорганической) ртути, второй, так называемый локальный, обусловлен процессами метилирования неорганической ртути, поступающей в окружающую среду в результате хозяйственной деятельности человека. Ртуть применяется в производстве каустической соды, бумажной массы, синтезе пластмасс, в электротехнической промышленности. Широкое применение ртуть имеет в качестве фунгицидов для протравливания посевного материала. Ежегодно до 80 тыс. тонн ртути в виде паров и аэрозолей выбрасывается в атмосферу, откуда она и ее соединения мигрируют в почву и водоемы.

В современных условиях основным источником загрязнения окружающей среды соединениями свинца является использование этилированного бензина. Естественно, что наибольшие концентрации свинца обнаруживаются в атмосферном воздухе городов и вдоль крупных автострад. В дальнейшем при включении в пищевые цепи свинец может поступать в организм человека с продуктами как растительного, так и животного происхождения. Свинец способен накапливаться в организме, особенно в костной ткани. Имеются сведения о влиянии свинца на рост заболеваний сердечно-сосудистой системы. Экспериментальные данные свидетельствуют, что для развития рака в присутствии свинца требуется в 5 раз меньшее количество канцерогенных углеводородов.

Большую опасность для здоровья человека представляют и лекарственные препараты, в основном антибиотики, широко применяемые в животноводстве. Значимость загрязнения ими продуктов животноводства связана с ростом аллергических реакций у людей на лекарственные препараты. В настоящее время для нужд сельского хозяйства используется 60 наименований антибиотиков отечественного производства. Гораздо более опасны из-за возможного включения в трофические цепи пестициды. В настоящее время разрешены для применения в сельском хозяйстве 66 различных пестицидов, обладающих помимо специфического действия на сельскохозяйственных вредителей неблагоприятными отдаленными последствиями различного рода (канцерогенным, эмбриотоксическим, тератогенным и др.).

Общеизвестно, что далеко не безвредными для организма являются нитраты и нитриты. Нитраты, используемые в качестве минеральных удобрений, в самых высоких концентрациях встречаются в зеленых овощах, например, в шпинате, салате, щавеле, свекле, моркови, капусте. Особенно опасны высокие концентрации нитратов в питьевой воде, так как при их взаимодействии с гемоглобином нарушаются его функции переносчика кислорода. Возникают явления кислородного голодания с признаками одышки, асфиксии. В тяжелых случаях отравление может заканчиваться летальным исходом. Экспериментально доказано, что нитраты обладают также мутагенным и эмбриотоксическим действием.

Нитриты, представляющие собой соли азотистой кислоты, давно используются в качестве консерванта при изготовлении колбас, ветчины, мясных консервов. Другая опасность нахождения в продуктах питания нитритов заключается в том, что в желудочно-кишечном тракте под воздействием микрофлоры из нитритов образуются нитросоединения, обладающие канцерогенными свойствами.

Стойкими в экологических цепях оказываются радионуклиды, поступающие в организм человека также в основном с продуктами питания. Из продуктов расщепления урана стронций-90 и цезий-137 (имеющие период полураспада порядка 30 лет) представляют особую опасность: стронций вследствие своего сходства с кальцием очень легко проникает в костную ткань позвоночных, тогда как цезий накапливается в мускульных тканях, замещая калий. Они способны накапливаться в организме в количествах, достаточных для причинения ущерба здоровью, оставаясь в зараженном организме практически всю его жизнь и вызывая канцерогенные, мутагенные и другие заболевания.

Решить проблему загрязнения окружающей среды могут лишь люди, которые вынуждены дышать, и болеют из-за ужасающей экологической ситуации. Другого выхода просто не существует, ведь все остальные не прочувствовав на себе вред наносимый природе, попросту не осознают проблемы как таковой.

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ – привнесение новых, не характерных для нее физических, химических и биологических агентов или превышение их естественного уровня.

Таблица: ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Таблица 1. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ
Физическое (тепловое, шумовое, электромагнитно, световое, радиоактивное)	Химическое (тяжелые металлы, пестициды, пластмассы и др. химические вещества)	Биологическое (биогенное, микробиологическое, генетическое)	Информационное (информационный шум, ложная информация, факторы беспокойства)

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

Химические загрязнители 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. Кроме тяжелых металлов, особо опасными загрязнителями являются хлордиоксины, которые образуются из хлорпроизводных ароматических углеводородов, используемых при производстве гербицидов. Источниками загрязнения окружающей среды диоксинами являются и побочные продукты целлюлозно-бумажной промышленности, отходы металлургической промышленности, выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания. Эти вещества очень токсичны для человека и животных даже при низких концентрациях и 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 атмосфера (воздушная среда), гидросфера (водная среда) и литосфера (твердая поверхность) Земли. См. также ХИМИЯ АТМОСФЕРЫ.

Таблица: ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Таблица 2. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Основные источники загрязнения	Основные вредные вещества
Атмосфера	Промышленность Транспорт Тепловые электростанции	Оксиды углерода, серы, азота Органические соединения Промышленная пыль
Гидросфера	Сточные воды Утечки нефти Автотранспорт	Тяжелые металлы Нефть Нефтепродукты
Литосфера	Отходы промышленности и Сельского хозяйства Избыточное использование Удобрений	Пластмассы Резина Тяжелые металлы

Вначале деятельность людей затрагивала лишь живое вещество суши и почву. В 19 в., когда начала бурно развиваться индустрия, в сферу промышленного производства начали вовлекаться значительные массы химических элементов, извлекаемых из земных недр. При этом воздействию стала подвергаться не только наружная часть земной коры, но также природные воды и атмосфера.

В середине 20 в. некоторые элементы стали использоваться в таком количестве, которое сопоставимо с массами, вовлеченными в природные круговороты. Низкая экономичность большей части современной индустриальной технологии привела к образованию огромного количества отходов, которые не утилизируются в смежных производствах, а выбрасываются в окружающую среду. Массы загрязняющих отходов столь велики, что создают опасность для живых организмов, включая человека.

В зависимости от особенностей циклов массообмена 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 – глобальные, региональные и локальные

В декабре 1997 в г. Киото (Япония) был принят Протокол к рамочной конвенции Организации объединенных наций об изменении климата (датированной маем 1992) (см. также КИОТСКИЙ ПРОТОКОЛ). Главное в Протоколе – количественные обязательства развитых стран и стран с переходной экономикой, включая Россию, по ограничению и снижению выбросов парниковых газов, прежде всего СО₂, в атмосферу в 2008–2012. У России разрешенный уровень выбросов парниковых газов на эти годы – 100% от уровня 1990. Для стран ЕС в целом он составляет 92%, для Японии – 94%. У США предполагалось 93%, однако эта страна отказалась участвовать в Протоколе, поскольку снижение выбросов углекислого газа означает понижение уровня выработки электроэнергии и, следовательно, стагнацию промышленности. 23 октября 2004 Государственная Дума России приняла решение о ратификации Киотского Протокола.

К загрязнениям регионального масштаба относятся многие отходы промышленных предприятий и транспорта. В первую очередь, это касается диоксида серы. Он вызывает образование кислотных дождей, поражающих организмы растений и животных и вызывающих заболевания населения. Техногенные оксиды серы распределяются неравномерно и наносят ущерб отдельным районам. За счет переноса воздушных масс они зачастую пересекают границы государств и оказываются на территориях, удаленных от индустриальных центров.

В крупных городах и промышленных центрах воздух, наряду с оксидами углерода и серы, часто загрязнен оксидами азота и твердыми частицами, выбрасываемыми автомобильными двигателями и дымовыми трубами. Нередко наблюдается образование смога. Хотя эти загрязнения носят локальных характер, они затрагивают многих людей, компактно поживающих на таких территориях. Кроме того, наносится ущерб окружающей природе.

Одним из основных загрязнителей окружающей среды является сельскохозяйственное производство. В систему круговорота химических элементов искусственно вводятся значительные массы азота, калия, фосфора в виде минеральных удобрений. Их избыток, не усвоенный растениями, активно вовлекается в водную миграцию. Накопление соединений азота и фосфора в природных водоемах вызывает усиленный рост водной растительности, зарастание водоемов и загрязнение их мертвыми растительными остатками и продуктами разложения. Кроме того, аномально высокое содержание растворимых соединений азота в почве влечет за собой повышение концентрации этого элемента в сельскохозяйственных продуктах питания и питьевой воде. Это может вызвать серьезные заболевания людей.

В качестве примера, показывающего изменения структуры биологического круговорота в результате деятельности человека, можно рассмотреть данные для лесной зоны европейской части России (таблица). В доисторические времена вся эта территория была покрыта лесами, сейчас их площадь уменьшилась почти вдвое. Их место заняли поля, луга, пастбища, а также города, поселки, транспортные магистрали. Уменьшение общей массы некоторых элементов за счет общего уменьшения массы зеленых растений компенсируется внесением удобрений, которое вовлекает в биологическую миграцию значительно больше азота, фосфора и калия, чем естественная растительность. Вырубка леса и распашка почв способствуют усилению водной миграции. Таким образом, существенно увеличивается содержание соединений некоторых элементов (азота, калия, кальция) в природных водах.

Таблица: МИГРАЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ В ЛЕСНОЙ ЗОНЕ ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ

Таблица 3. МИГРАЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ В ЛЕСНОЙ ЗОНЕ ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ (млн. т в год) в доисторический период (на сером фоне) и в настоящее время (на белом фоне)
Азот		Фосфор		Калий		Кальций		Сера
Атмосферные осадки	0,9	0,9	0,03	0,03	1,1	1,1	1,5	1,5	2,6	2,6
Биологический круговорот	21,1	20,6	2,9	2,4	5,5	9,9	9,2	8,1	1,5	1,5
Поступления с удобрениями	0	0,6	0	0,18	0	0,45	0	12,0	0	0,3
Вывоз урожая, рубка леса	11,3	0	1,1	0	4,5	0	5,3	0	0,6
Водный сток	0,8	1,21	0,17	0,17	2,0	6,1	7,3	16,6	5,4	4,6

Загрязнителями воды являются и органические отходы. На их окисление расходуется дополнительное количество кислорода. При слишком низком содержании кислорода нормальная жизнь большинства водных организмов становится невозможной. Аэробные бактерии, которым необходим кислород, также погибают, вместо них развиваются бактерии, использующие для своей жизнедеятельности соединения серы. Признаком появления таких бактерий является запах сероводорода – одного из продуктов их жизнедеятельности.

Среди многих последствий хозяйственной деятельности человеческого общества особое значение имеет процесс прогрессирующего накопления металлов в окружающей среде. К наиболее опасным загрязнителям относят ртуть, свиней и кадмий. Существенное воздействие на живые организмы и их сообщества оказывают также техногенные поступления марганца, олова, меди, молибдена, хрома, никеля и кобальта (рис. 3).

Природные воды могут загрязняться пестицидами и диоксинами, а также нефтью. Продукты разложения нефти токсичны, а нефтяная пленка, изолирующая воду от воздуха, приводит к гибели живых организмов (в первую очередь, планктона) в воде.

Помимо накопления в почве токсичных и вредных веществ в результате деятельности человека, ущерб землям наносится за счет захоронения и свалок промышленных и бытовых отходов.

Основными мерами борьбы с загрязнением атмосферы являются: строгий контроль выбросов вредных веществ. Нужно заменять токсичные исходные продукты на нетоксичные, переходить на замкнутые циклы, совершенствовать методы газоочистки и пылеулавливания. Большое значение имеет оптимизация размещения предприятий для уменьшения выбросов транспорта, а также грамотное применение экономических санкций.

Большую роль в защите окружающей среды от химических загрязнений начинает играть международное сотрудничество. В 1970-е в озоновом слое, защищающем нашу планету от опасного действия ультрафиолетового излучения Солнца, было обнаружено снижение концентрации О₃. В 1974 установили, что озон разрушается под действием атомарного хлора. Одним из основных источников хлора, попадающего в атмосферу, являются хлорфторпроизводные углеводородов (фреоны, хладоны), используемые в аэрозольных баллонах, холодильниках и кондиционерах. Разрушение озонового слоя происходит, возможно, не только под действием этих веществ. Тем не менее, были предприняты меры по уменьшению их производства и использования. В 1985 многие страны договорились о защите озонового слоя. Обмен информацией и совместные исследования изменений концентрации атмосферного озона продолжаются.

Проведение мероприятий, предупреждающих попадание загрязняющих веществ в водоемы, включает установление прибрежных защитных полос и водоохранных зон, отказ от ядовитых хлорсодержащих пестицидов, уменьшение сбросов промышленных предприятий за счет применения замкнутых циклов. Снижение опасности загрязнения нефтью возможно путем повышения надежности танкеров.

Для предотвращения загрязнения поверхности Земли нужны предупредительные меры – не допускать засорения почв промышленными и бытовыми сточными водами, твердыми бытовыми и промышленными отходами, нужна санитарная очистка почвы и территории населенных мест, где такие нарушения были выявлены.

Наилучшим решением проблемы загрязнения окружающей среды были бы безотходные производства, не имеющие сточных вод, газовых выбросов и твердых отходов. Однако безотходное производство сегодня и в обозримом будущем принципиально невозможно, для его реализации нужно создать единую для всей планеты циклическую систему потоков вещества и энергии. Если потери вещества, хотя бы теоретически, все же можно предотвратить, то экологические проблемы энергетики все равно останутся. Теплового загрязнения нельзя избежать в принципе, а так называемые экологически чистые источники энергии, например ветряные электростанции, все равно наносят ущерб окружающей среде.

Пока единственным путем существенного уменьшения загрязнения окружающей среды являются малоотходные технологии. В настоящее время создаются малоотходные производства, в которых выбросы вредных веществ не превышают предельно допустимых концентраций (ПДК), а отходы не приводят к необратимым изменениям природы. Используется комплексная переработка сырья, совмещение нескольких производств, применение твердых отходов для изготовления строительных материалов.

Создаются новые технологии и материалы, экологически чистые виды топлива, новые источники энергии, снижающие загрязнение окружающей среды.

Таблица: УМЕНЬШЕНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Таблица 4. УМЕНЬШЕНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Безотходное производство	Малоотходное производство	Комплексная переработка сырья	Новые технологии и материалы

Опаловский А.А. Планета Земля глазами химика. М., Наука, 1990
Ревель П., Ревель Ч. Среда нашего обитания. В четырех книгах (перевод с англ.). М., Мир, 1995
Химия и общество (перевод с англ.). М., Мир, 1995
Добровольский В.В. Основы биогеохимии. Учеб. пособие для геогр., биол., геол., с.-х. спец. вузов. М., Высш. шк., 1998
Андруз Дж., Бримблекумб П., Джикелз Т., Лисс П. Введение в химию окружающей среды (перевод с англ.) М., Мир, 1999
Человек и среда его обитания. Хрестоматия. Под ред. Г.В.Лисичкина и Н.Н.Чернова. М., Мир, 2003

Официальный сайт

Практически все химические вещества могут как-то воздействовать на организм человека и животных, а также на растительный мир. Они могут нанести поражение от едва заметного, до ярко выраженного. Это зависит от степени ядовитости вещества, его количества, которое попало в организм, от агрегатного состояния (они могут быть в виде газов, дымов, паров, мороси, жидкости, вязких веществ или порошка) и продолжительности воздействия. Огромное значение имеет при этом состояние самого организма. Ослабленный организм подвержен более сильному разрушающему действию химического вещества.

Химические вещества проникают в организм различными путями: через органы дыхания, кожу, глаза, желудочно-кишечный тракт, поверхности ран, вызывая при этом как местные, так и общие поражения.

В зависимости от физического состояния химического вещества, его концентрации в окружающей среде и во внутренней среде организма, пути проникновения в организм у человека могут быть поражены печень, почки, сердце, легкие, нервная система и головной мозг.

Отравления химическими веществами могут быть случайными и преднамеренными, профессиональными и бытовыми, а также лекарственными.

В домашних условиях наиболее часто отравления происходят в результате неумелого использования средств бытовой химии, а также лекарственными и пищевыми веществами, ядами, предназначенными для сорных растений и вредных животных (включая насекомых). Это связано часто с нарушением правил использования препаратов для уничтожения насекомых, красителей, растворителей, лаков, красок. Нередки случаи отравления бензином, керосином, кислотами, щелочами.

Из значительного количества разнообразных признаков химического отравления отметим лишь наиболее характерные и общие: появление чувства страха, общее возбуждение, эмоциональная неустойчивость, нарушение сна, раздражение глаз, слизистой носа и гортани, покраснение кожи, рвота, тошнота, появление неестественного, специфического запаха. Действие химических веществ наступает даже при очень малых дозах. Их разрушающее влияние сказывается на всех людях. Однако токсическая доза для каждого индивидуальна и зависит от чувствительности организма.

Общие принципы неотложной помощи при поражениях опасными химическими веществами:

прекращение дальнейшего поступления яда в организм и удаление невсосавшегося;

ускоренное выведение из организма всосавшихся ядовитых веществ;

восстановление и поддержание жизненно важных функций организма.

Необходимо выяснить, чем вызвано отравление, когда оно произошло, каким путем и сколько ядовитого вещества поступило в организм. Но прежде всего, необходимо срочно вызвать специализированную медицинскую помощь или обратиться непосредственно в токсикологический центр. От того, как быстро будет оказана помощь, часто зависит жизнь пострадавшего. Поступать в организм человека яды могут через органы дыхания, пищеварительный тракт и кожу. С отравленной пищей, водой, а также в чистом виде токсичные вещества всасываются в кровь через слизистые оболочки полости рта, желудка и кишечника. Что касается жиронерастворимых ядов, то многие из них проникают через клеточные мембраны слизистых оболочек желудка и кишечника, по порам или пространствам между мембранами.

Многие химические вещества, воздействию которых мы подвергаемся ежедневно, относятся к стойким. Это значит, что они не распадаются (и потому остаются опасными) в окружающей среде и нашем теле на протяжении нескольких лет и даже десятилетий. Со временем их небольшие, но регулярно получаемые дозы накапливаются до уровня, представляющего угрозу для здоровья.

Эти химические соединения берутся из таких хозяйственных продуктов, как стиральные порошки, косметика, средства для ухода за тканями, краски; их выделяют мебельная обивка, компьютеры, телевизоры. Они накапливаются в жире, крови и органах или выводятся через грудное молоко, мочу, кал, пот, сперму, волосы и ногти.

Поскольку все мы отличаемся, друг от друга, у одних первыми симптомами вредоносного воздействия токсинов может стать расстройство пищеварительной системы, тогда как у других отреагирует кожа или иммунная система. У третьих при воздействии определенных химических веществ появляются головная боль, перепады настроения или признаки депрессии.

Сделать женщин более чувствительными к воздействию токсичных химикатов по сравнению с другими людьми могут и особые обстоятельства: беременность, кормление грудью, попытки зачать, а также некоторые заболевания.

Но самыми уязвимыми к воздействию химических веществ, являются наши дети. На их организм воздействие химии, содержащейся в продуктах питания и в средствах, которые мы используем, когда моемся, а также для уборки помещений оказывают разрушающее действие. Длительное соприкосновение с химией в процессе развития и роста может привести к развитию таких тяжелых заболеваний, как атопические дерматиты, бронхиальная астма, артриты, артрозы и т.д.

Заместитель главного врача

по медицинскому обслуживанию пациентов

Групповое или индивиду­альное обезвреживание на специальных сооружениях

Исследованиями, выполненными в России, установле­но формирование вокруг полигонов ТБО динамичных орео­лов поликомпонентного загрязнения поверхностных и под­земных вод, других природных сред с температурой токсич­ного фильтрата, вытекающего из-под свалок, до 40-50°С. Такая повышенная температура связана с экзотермически­ми химическими реакциями, происходящими в отходах. В загрязненных поверхностных и подземных водах зафик­сированы высокие концентрации тяжелых металлов (в виде ионов и металлоорганических соединений), хлоридов и других галогенов, органических веществ, а также коло­нии разнообразных микроорганизмов.

Потоки загрязненных вод со свалок перехватываются геохимическими барьерами разного рода (окислительно­-восстановительный, глеевый, сорбционный и др.), гидро­динамическими ловушками (бессточные водоемы, старичные озера, поймы, болота). Многие токсичные вещества интенсивно накапливаются в донных отложениях поверхностных водотоков и водоемов.

Не менее опасны сточные воды и фекальные стоки се­литебных зон. Несмотря на строительство очистных со­оружений и другие мероприятия, снижение негативного воздействия таких сточных вод на окружающую среду является актуальной проблемой всех урбанизированных территорий. Особая опасность в этом случае связана с бак­териальным загрязнением среды обитания и возможно­стью вспышек различных эпидемических заболеваний.

Промышленные (производственные) отходы — это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовав­шихся при производстве продукции или выполнении ра­бот и утратившие полностью или частично исходные по­требительские свойства. Они также бывают твердыми (от­ходы металлов, пластмасс, древесина и т.д.), жидкими (производственные сточные воды, отработанные органиче­ские растворители и т. д.) и газообразными (выбросы про­мышленных печей, автотранспорта и т. д.).

Промышленные отходы, как и ТБО, разнообразны по химическому составу. С учетом физико-химических, ме­ханических свойств, специфики образования, возможностей переработки и обезвреживания они разделяются на неорганические и органические. В органические отходы входят осадки городских очистных сооружений, отходы пищевой и мясомолочной промышленности, текстильные, древесные и бумажные отходы, нефтеотходы и нефтешлаки, отходы лаков, красок, эмалей, резинотехнических изделий, отработанные шины и покрышки автомобилей, пла­стмассы, полимеры, искусственные волокна. Неорганиче­ские отходы подразделяются на метало- и стеклоотходы, гальваношламы и осадки химреагентов, ртутные и люми­несцентные лампы, отходы стройиндустрии, производст­венный мусор. Некоторые виды промышленных отходов не только токсичные, но и взрыво-, пожароопасные.

Особенно опасны отходы химической и нефтеперераба­тывающей промышленности и биохимических производств, имеющих дело с высокотоксичными химическими элемен­тами и соединениями, бактериями и вирусами. К таким эле­ментам относятся прежде всего тяжелые металлы ввиду того, что они не подвержены биохимическому разложению и легко проникают в организм человека и пищевую цепь.

Большую опасность представляют жидкие промышлен­ные стоки, которые характеризуются высокими концен­трациями многих токсичных веществ и могут проникать в гидрографическую сеть и подземные воды, загрязняя их и отрицательно воздействуя на качество питьевой воды, биоту, почвенно-растительный покров. Одними из наибо­лее распространенных компонентов жидких отходов яв­ляются нефтепродукты, связанные с широким употребле­нием углеводородов не только на автотранспорте, но и в различных отраслях промышленности.

Добыча твердых полезных ископаемых (уголь, горю­чие сланцы, фосфориты, соли, руды металлов и радиоак­тивных элементов, гипс, глинистое и цементное сырье) вызывает как нарушение сложившихся гидродинамиче­ских, геохимических условий, так и перемещение, скла­дирование огромных масс горных пород, содержащих мно­гие токсичные химические элементы и соединения. При­мерами могут служить терриконы угольных шахт, отвалы вблизи карьеров при наземной добыче сульфидных руд. Эти терриконы и отвалы подвергаются интенсивной физи­ко-химической обработке под воздействием многочислен­ных природных факторов и являются крупными источни­ками комплексного загрязнения окружающей среды. Мик­роэлементы в углях и вмещающих их породах связаны в основном с органическим веществом и сульфидами. При взаимодействии с кислородом и тионовыми бактериями они окисляются, что является одной из причин самовозго­рания углей и углефицированных пород терриконов, об­разования кислотных поверхностных водотоков. Пробле­ма усугубляется тем, что даже закрытие угольных шахт в России, как показали исследования, будет сопровождать­ся разнообразными, и в том числе весьма опасными, эко­логическими последствиями, связанными с подтоплени­ем территорий, повышением химической агрессивности вод, воздействием отходов и вредных отвалов.

При извлечении из недр урана и некоторых других ме­таллов в настоящее время стал широко применяться ме­тод подземного выщелачивания, при котором твердые руд­ные концентрации растворяют специальными реагентами. Остатки таких реагентов в зоне выщелачивания являются своеобразными отходами при добыче полезных ископаемых. При закачке больших количеств токсичных реагентов на глубину, ореол их отрицательного влияния может быть значительным, особенно в артезианских бассейнах.

Чрезвычайно широкие вариации химического состава, фазового состояния и устойчивости, а также длительность пре­бывания отходов в различных природно-техногенных усло­виях предопределяют широкий диапазон и комплексный ха­рактер их воздействия на окружающую среду и население.

Опасные отходы сельскохозяйственных производств – навозохранилища, оставшиеся на полях остатки ядохими­катов, химических удобрений, пестицидов, а также необустроенные кладбища животных, погибших в период эпиде­мий. Большое количество таких отходов и высокая концен­трация в них токсичных веществ могут оказать заметное отрицательное воздействие на окружающую среду.

Опасность пестицидов заключается в том, что некото­рые из них термодинамически устойчивы, обладают повы­шенной растворимостью в воде и способностью накапливать­ся в живых организмах. Поэтому попадание таких пести­цидов в гидросеть представляет угрозу для среды обитания человека. На территории России известны водоемы и во­дотоки с чрезвычайно высокими концентрациями пести­цидов в донных отложениях.

Воздействие твердых отходов на приземную атмосфе­ру состоит прежде всего в том, что в жаркие и теплые пе­риоды времени происходит интенсивное испарение разно­образных загрязняющих веществ (ртуть, мышьяк и другие летучие тяжелые металлы, газообразные соединения хи­мических реакций в теле свалки). Частые самовозгорания и пожары на полигонах отходов также способствуют за­грязнению атмосферы. При горении могут образовываться такие вредные соединения, как диоксины, фураны, хло­рированный дибензодиозон. Поэтому в Швеции и ряде дру­гих стран сжигание бытовых отходов запрещено.

Многие крупные города сталкиваются с проблемой за­грязнения приземного слоя атмосферы метаном и его го­мологами из-за того, что новые дома и производственные помещения построены на бывших городских свалках. Ме­тан и другие углеводороды, образующиеся при разложе­нии засыпанных отходов, проникают в подвалы, нижние этажи зданий, и их окисление может привести к формиро­ванию в воздухе повышенных концентраций угарного и углекислого газов, что, в свою очередь, станет причиной тяжелых отравлений и гибели людей.

Приземная атмосфера полигонов, на которых разме­щены твердые и опасные отходы, часто загрязнена пылью, сажей, пестицидами и другими тонкодисперсными твердыми частицами, которые поднимаются вверх с воздуш­ными потоками и оседают на поверхности земли вблизи свалок. При этом особо неблагоприятная экологическая ситуация создается для селитебных зон, расположенных по направлению устойчивого перемещения воздушных масс в приземном слое атмосферы. Горящие угольные от­валы выделяют в атмосферу угарный и углекислый газы, оксиды серы и азота, сероводород, концентрации которых во много раз превышают допустимые нормы.

Загрязнение почвенно-растительного покрова на полиго­нах хранения и захоронения твердых и опасных отходов свя­зано с усвоением почвами и растениями загрязняющих ве­ществ, мигрирующих от этих источников в разных направле­ниях. Почва представляет собой контрастный геохимический барьер, на котором накапливаются тяжелые металлы, ра­дионуклиды, пестициды и многие другие опасные загрязни­тели. Гумусовое вещество и микроорганизмы в почвах вы­зывают их трансформацию, образование высокотоксичных соединений типа метил ртути, алкила свинца. Радиус ореола негативного воздействия на почвенно-растительный покров крупных свалок ТБО достигает 2-3 км. Оксиды серы и азота в приземном слое атмосферы над отвалами, связанными с до­бычей угля, сульфидных руд, образуют кислотные дожди.

Таким образом, твердые и опасные отходы оказывают комплексное негативное воздействие на все компоненты многоэтажной структуры ландшафтов. Особая опасность связана с проникновением загрязняющих веществ в пище­вую цепь и организм человека. Результаты специальных ис­следований, выполненных как в России, так и за рубежом, свидетельствуют о том, что масштаб и интенсивность нега­тивного воздействия крупных полигонов размещения отхо­дов на окружающую среду более значительны, чем принято считать. Пути и механизмы такого воздействия отличаются повышенной сложностью и еще недостаточно изучены.

Оценка и прогнозирование воздействия твердых и опасных отходов на человека, пищевую цепь, окружаю­щую среду в настоящее время являются приоритетными экологическими проблемами во всем мире. Для их реше­ния во многих странах разработаны долгосрочные про­граммы исследований стоимостью до нескольких десятков миллиардов долларов, а также нормативные и законода­тельные акты, касающиеся размещения опасных отходов в геологической среде. В соответствии с принципом превентивности главное внимание уделяется обеспечению безопасности хранения и захоронения отходов, гаранти­рующих охрану здоровья населения на такой срок, пока они не станут безвредными для человека.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Что изучает наука токсикология и каковы ее основные задачи?

2. Какова структура современной токсикологии как науки?

4. Назовите главную причину загрязнения окружающей среды.

5. Какие факторы определяют тяжесть воздействия загрязняю­щих веществ?

6. Какие компоненты природной среды подвержены наиболее сильному загрязнению?

7. Каким образом загрязнения мигрируют в природных средах?

8. Что понимают под отходами производства и потребления?

9. На какие категории разделяют отходы по гигиеническому принципу?

10. В чем заключается влияние твердых отходов на окружающую среду?