Курсовая: Экологические проблемы лесов и других биологических ресурсов

Курсовая: Экологические проблемы лесов и других биологических ресурсов

ВОРОНЕЖСКИЙ ИНСТИТУТ ВЫСОКИХ ТЕХНОЛОГИЙ

Факультет заочно-дистанционного обучения

Курсовая работа

По дисциплине: «Экология»

Тема:«Экологические проблемы лесов и других биологических ресурсов.»

СОДЕРЖАНИЕ

Введение. 3

1. Экологические проблемы человечества. 4

1.1. Загрязнения атмосферы. 4

1.2. Природные и антропогенные загрязнения воды. 12

1.3. Радиоактивное загрязнение. 14

1.4. Твердые и опасные отходы. 16

1.5. Другие проблемы.. 18

2. Растительный мир и человек. 19

3. Лес и деятельность человека. 22

3.1. Лес и туризм. 23

4. Лесные ресурсы.. 27

5. Истребление лесов. 28

5.1. Состояние лесов в России. 28

5.2. Состояние лесов в мире. 28

5.3. Гибель тропических лесов. 29

5.4. Как остановить гибель тропических лесов?. 30

5.5. Промышленное лесопользование. 31

5.6. Лесные пожары. 33

6. Защита лесов. 34

6. Защита лесов. 35

6.1. Защита лесов от пожаров. 35

6.2. Защита леса от вредных насекомых и болезней. 36

7. Меры по охране леса. 38

Заключение. 40

Список литературы. 41

Введение

Человечество слишком медленно подходит к пониманию масштабов опасности,

которую создает легкомысленное отношение к окружающей среде. Между тем

решение (если оно еще возможно) таких грозных глобальных проблем, как

экологические, требует неотложных энергичных совместных усилий международных

организаций, государств, регионов, общественности.

За время своего существования и особенно в XX веке человечество ухитрилось

уничтожить около 70 процентов всех естественных экологических (биологических)

систем на планете, которые способны перерабатывать отходы человеческой

жизнедеятельности, и продолжает их "успешное" уничтожение.

Объем допустимого воздействия на биосферу в целом превышен сейчас в несколько

раз. Более того, человек выбрасывает в окружающую среду тысячи тонн веществ,

которые в ней никогда не содержались и которые зачастую не поддаются или

слабо поддаются переработке. Все это приводит к тому, что биологические

микроорганизмы, которые выступают в качестве регулятора окружающей среды, уже

не способны выполнять эту функцию.

Как утверждают специалисты, через 30 - 50 лет начнется необратимый процесс,

который на рубеже XXI - XXII веков приведет к глобальной экологической

катастрофе. Особо тревожное положение сложилось на Европейском континенте.

Западная Европа свои экологические ресурсы в основном исчерпала и

соответственно использует чужие.

В европейских странах почти не осталось нетронутых биосистем. Исключение

составляет территория Норвегии, Финляндии, в какой-то степени Швеции и,

конечно, евразийской России.

На территории России (17 млн. кв. км) имеется 9 млн. кв. км нетронутых, а

значит, работающих экологических систем. Значительная часть этой территории -

тундра, которая биологически малопродуктивна. Зато российская лесотундра,

тайга, сфагновые (торфяные) болота - это экосистемы, без которых невозможно

представить нормально действующую биоту всего Земного шара.

Россия, например, стоит на первом месте в мире по поглощению (благодаря своим

обширным лесам и болотам) углекислоты - около 40 процентов.Остается

констатировать: в мире нет, пожалуй, ничего более ценного для человечества и

его будущего, чем сохраняющаяся и пока работающая естественная экологическая

система России при всей сложности экологической обстановки.

В России тяжелая экологическая обстановка усугубляется затянувшимся общим

кризисным состоянием. Государственное руководство мало, что делает для ее

исправления. Медленно развивается правовой инструментарий для защиты

окружающей среды - экологическое право. В 90-е годы, правда, было принято

несколько экологических законов, основным из которых стал закон Российской

Федерации "Об охране окружающей природной среды", действующий с марта 1992

года. Однако правоприменительная практика выявила серьезные пробелы, как и в

самом законе, так и в механизме его реализации.

1. Экологические проблемы человечества.

1.1. Загрязнения атмосферы.

Атмосферный воздух является самой важной жизнеобеспечивающей природной средой и

представляет собой смесь газов и аэрозолей призем­ного слоя атмосферы,

сложившуюся в ходе эволюции Земли, деятельно­сти человека и находящуюся за

пределами жилых, производственных и иных помещений именно поэтому в данном

реферате этой проблеме уделено больше внимания. Результаты экологических

исследований, как в России, так и за рубежом однозначно свидетельствуют о том,

что загрязнение приземной атмосферы - самый мощный, постоянно действующий

фак­тор воздействия на человека, пищевую цепь и окружающую среду.

Ат­мосферный воздух имеет неограниченную емкость и играет роль наибо­лее

подвижного, химически агрессивного и всепроницающего агента взаимодействия

вблизи поверхности компонентов биосферы, гидросфе­ры и литосферы.

В последние годы получены данные о существенной роли дня сохра­нения биосферы

озонового слоя атмосферы, поглощающего губительное для живых организмов

ультрафиолетовое излучение Солнца и форми­рующего на высотах около 40 км

тепловой барьер, предохраняющий охлаждение земной поверхности. Воздух жилищ и

рабочих зон имеет большое значение из-за того, что человек проводит здесь

значительную часть времени.

Атмосфера оказывает интенсивное воздействие не только на человека и биоту, но

и на гидросферу, почвенно-растительный покров, геологиче­скую среду, здания,

сооружения и другие техногенные объекты. Поэтому охрана атмосферного воздуха

и озонового слоя является наиболее при­оритетной проблемой экологии и ей

уделяется пристальное внимание во всех развитых странах.

Загрязненная приземная атмосфера вызывает рак легких, горла и ко­жи,

расстройство центральной нервной системы, аллергические и респи­раторные

заболевания, дефекты у новорожденных и многие другие бо­лезни, список которых

определяется присутствующими в воздухе загрязняющими веществами и их

совместным воздействием на организм чело­века. Результаты специальных

исследований, выполненных в России и за рубежом, показали, что между

здоровьем населения и качеством атмосферного воздуха наблюдается тесная

положительная связь.

Основные агенты воздействия атмосферы на гидросферу - атмосферные осадки в

виде дождя и снега, в меньшей степени смога, тумана. Поверхностные и

подземные воды суши имеют главным образом атмосферное питание и вследствие

этого их химический состав зависит в основном от состояния атмосферы. По

данным эколого-геохимического картирования разных масштабов, талые (снеговые)

вода Русской равнины по сравнению с поверхностными и подземными водами и

многих районах заметно (в несколько раз) обогащены нитрит- и аммоний-йонами,

сурьмой, кадмием, ртутью, молибденом, цинком, свинцом, вольфрамом, бериллием,

хромом, никелем, марганцем. Особенно отчетливо это проявляется по отношению к

подземным вода Сибирскими экологами-геохимиками выявлено обогащение ртутью а

снеговых вод сравнительно с поверхностными водами в бассейне р.Катунь

Кураиско-Сарасинская ртутно-рудная зона Горного Алтая).

Подсчет баланса количества тяжелых металлов в снеговом покрове показал, что

основная их часть растворяется в снеговой воде, т.е. находятся в миграционно-

подвижной форме, способной быстро проникать поверхностные и подземные воды,

пищевую цепь и организм человека . В условиях Подмосковья цинк, стронций,

никель практически полностью растворены в снеговой воде.

Отрицательное влияние загрязненной атмосферы на почвенно-растительный покров

связано как с выпадением кислотных атмосферных осадков, вымывающих кальций,

гумус и микроэлементы из почв, так и с нарушением процессов фотосинтеза,

приводящих к замедлению роста гибели растений. Высокая чувствительность

деревьев (особенно березы дуба) к загрязнению воздуха выявлена давно.

Совместное действие их факторов приводит к заметному уменьшению плодородия почв

и исчезновению лесов. Кислотные атмосферные осадки рассматриваются сейчас как

мощный фактор не только выветривания горных пород и ухудшения качества несущих

грунтов, но и химического разрушения техногенных объектов, включая памятники

культуры и наземные линии связи. Во многих экономически развитых странах в

настоящее время реализуются программы по решению проблемы кислотных

атмосферных осадков. В рамках Национальной программы по оценке влияния

кислотных атмосферных осадков, утвержденной в 1980 году. Многие федеральные

ведомства США начали финансировать исследования атмосферных процессов,

вызывающих кислотные дожди, с целью оценки влияния последних на экосистемы и

выработки соответствующих природоохранных мер. Выяснилось, что

кислотные дожди оказывают многоплановое воздействие на окружающую среду

и являются результатом

том самоочищения (промывания) атмосферы. Основные кислотные аген­ты -

разбавленные серная и азотная кислоты, образующиеся при реак­циях окисления

оксидов серы и азота с участием пероксида водорода.

Исследованиями в центральной части Европейской России установ­лено, что

снеговые воды здесь имеют, как правило, близнейтральную или слабо щелочную

реакцию. На этом фоне выделяются районы как кислотных, так и щелочных

атмосферных осадков. Снеговые воды с нейтральной реакцией характеризуются

низкой буферностъю (кислотонейтрализующей способностью) и поэтому даже

незначитель­ное повышение концентраций в приземной атмосфере оксидов серы и

азота может привести к выпадению кислотных атмосферных осадков на обширных

территориях. Прежде всего это касается крупных заболочен­ных низменностей, в

которых происходят накопление загрязняющих веществ атмосферы вследствие

проявления низинного эффекта аврального осаждения.

Процессы и источники загрязнения приземной атмосферы многочис­ленны и

разнообразны. По происхождению они подразделяются на антропогенные и

природные. Среди антропогенных к наиболее опасным процессам относятся

сгорание топлива и мусора, ядерные реакции при получении атомной энергии,

испытаниях ядерного оружия, металлургия и горячая металлообработка, различные

химические производства, в том числе переработка нефти и газа, угля.

При процессах сгорания топлива наиболее интенсивное загрязнение приземного слоя

атмосферы происходит в мегаполисах и крупных горо­дах, промышленных центрах

ввиду широкого распространения в них автотранспортных средств, ТЭЦ, котельных и

других энергетических установок, работающих на угле, мазуте, дизельном

топливе, природном газе и бензине. Вклад автотранспорта в общее загрязнение

атмосферно­го воздуха достигает здесь 40-50 %. Мощным и чрезвычайно опасным

фактором загрязнения атмосферы являются катастрофы на АЭС (Чернобыльская

авария) и испытания ядерного оружия в атмосфере. Это связано как с быстрым

разносом радионуклидов на большие расстояния, так и с долговременным характером

загрязнения территории.

Высокая опасность химических и биохимических производств заклю­чается в

потенциальной возможности аварийных выбросов в атмосферу чрезвычайно

токсичных веществ, а также микробов и вирусов, которые могут вызвать эпидемии

среда населения и животных.

Главный природный процесс загрязнения приземной атмосферы - вулканическая и

флюидная активность Земли. Специальными исследо­ваниями установлено, что

поступление загрязняющих веществ с глубин­ными флюидами в приземной слой

атмосферы имеет место не только в областях современной вулканической и

газотермальной деятельности, но и в таких стабильных геологических

структурах, как Русская платформа. Крупные извержения вулканов приводят к

глобальному и долго­временному загрязнению атмосферы, о чем свидетельствуют

летописи и современные наблюдательные данные (извержение вулкана Пинатубо на

Филиппинах в 1991 году). Это обусловлено тем, что в высокие слои ат­мосферы

"мгновенно" выбрасываются огромные количества газов, кото­рые на большой

высоте подхватываются движущимися с высокой скоро­стью воздушными потоками и

быстро разносятся по всему земному ша­ру. Продолжительность загрязненного

состояния атмосферы после крупных вулканических извержений достигает

нескольких лет. В ряде случаев из-за наличия в воздухе большой массы

рассеянных тонкодис­персных твердых аэрозолей здания, деревья и другие

предметы на по­верхности Земли не давали тени. Необходимо отметить, что в

снеговых выпадениях многих районов Европейской России эколого-

геохимическим картированием выявлены аномально высокие концен­трации фтора,

лития, сурьмы, мышьяка, ртути, кадмия и других тяжелых металлов, которые

приурочены к узлам сочленения активных глубинных разломов и имеют, вероятно,

природное происхождение. В случае сурьмы, фтора, кадмия такие аномалии имеют

значительный размер.

Эти данные указывают на необходимость учета современной флюид­ной активности

и других природных процессов в загрязнении приземной атмосферы Русской

равнины. Имеются основания полагать, что в воз­душных бассейнах Москвы,

Санкт-Петербурга также присутствуют хи­мические элементы (фтор, литий, ртуть

и др.), поступающие с глубины по зонам активных глубинных разломов. Этому

способствуют глубокие депрессионные воронки, обусловившие уменьшение

гидростатического давления и подток снизу газоносных вод, а также высокая

степень нарушенности подземного пространства мегаполисов.

Малоизученным, но важным в экологическом отношении природным процессом

глобального масштаба являются фотохимические реакции в атмосфере и на

поверхности Земли. Особенно это касается сильно за­грязненной приземной

атмосферы мегаполисов, крупных городов и про­мышленных центров, в которых

часто наблюдаются смоги.

Следует учитывать воздействие на атмосферу космических тел в виде комет,

метеоритов, болидов и астероидов. Тунгусское событие 1908 года показывает,

что оно может быть интенсивным и иметь глобальный масштаб.

Природные загрязнители приземной атмосферы представлены глав­ным образом

оксидами азота, серы, углерода, метаном и другими угле­водородами, радоном,

радиоактивными элементами и тяжелыми метал­лами в газообразной и аэрозольной

формах. Твердые аэрозоли выбра­сываются в атмосферу не только обычными, но и

грязевыми вулканами.

Специальными исследованиями установлено, что интенсивность аэ­розольных потоков

грязевых вулканов Керченского полуострова не ус­тупает таковой "спящих"

вулканов Камчатки. Результатом современной флюидной активности Земли могут быть

сложные соединения типа пре­дельных и непредельных полициклических

ароматических углеводоро­дов, сульфида карбонила, формальдегида, фенолов,

цианидов, аммиаков. Метан и его гомологи зафиксированы в снеговом покрове над

месторождениями углеводородов в Западной Сибири, Приуралье, на Украине. В

урановой провинции Атабаска (Канада) по высоким концентрациям урана в хвое

черной канадской ели обнаружена Уолластоунская биохи­мическая аномалия размером

3 000 км2, связанная с поступлением в при­земной слой

атмосферы урансодержащих газовых эманации по глубин­ным разломам.

При фотохимических реакциях образуются озон, серная и азотная кислоты,

разнообразные фотооксиданты, сложные органические соеди­нения и эквимолярные

смеси сухих кислот и оснований, атомарный хлор. Фотохимическое загрязнение

атмосферы заметно возрастает в дневное время и в периоды солнечной

активности.

В настоящее время в приземной атмосфере находятся многие десятки тысяч

загрязняющих веществ антропогенного происхождения. Ввиду продолжающегося

роста промышленного и сельскохозяйственного про­изводства появляются новые

химические соединения, в том числе сильно токсичные. Главными антропогенными

загрязнителями атмосферного воздуха кроме крупнотоннажных оксидов серы,

азота, углерода, пыли и сажи являются сложные органические, хлорорганические

и нитросоединения, техногенные радионуклиды, вирусы и микробы. Наиболее

опасны широко распространенные в воздушном бассейне России диоксин,

бенз(а)пирен, фенолы, формальдегид, сероуглерод. Тяжелые металлы находятся в

приземной атмосфере Подмосковья преимущественно в га­зообразном состоянии и

поэтому их нельзя уловить фильтрами. Твердые взваленные частицы представлены

главным образом сажей, кальцитом, кварцем, каолинитом, полевым шпатом, реже

сульфатами, хлоридами. В снеговой пыли специально разработанными метода­ми

обнаружены окислы, сульфаты и сульфиты, сульфиды тяжелых ме­таллов, а также

сплавы и металлы в самородном виде.

В Западной Европе приоритет отдается 28 особо опасным химиче­ским элементам,

соединениям и их группам. В группу органических ве­ществ входят акрил,

нитрил, бензол, формальдегид, стирол, толуол, винилхлорид, а неорганических -

тяжелые металлы (As, Cd, Cr, Pb, Mn, Hg, Ni, V), газы (угарный газ,

сероводород, оксиды азота и серы, радон, озон), асбест. Преимущественно

токсическое действие оказывают сви­нец, кадмий. Интенсивный неприятный запах

имеют сероуглерод, сероводород, стирол, тетрахлорэтан, толуол. Ореол

воздействия оксидов се­ры и азота распространяется на большие расстояния.

Вышеуказанные 28 загрязнителей воздуха входят в международный регистр

потенциально токсичных химических веществ.

Основные загрязнители воздуха жилых помещений - пыль и табач­ный дым, угарный

и углекислый газы, двуокись азота, радон и тяжелые металлы, инсектициды,

дезодоранты, синтетические моющие вещества, аэрозоли лекарств, микробы и

бактерии. Японские исследователи пока­зали, что бронхиальная астма может быть

связана с наличием в воздухе жилищ домашних клещей.

По данным изучения пузырьков газа во льдах Антарктиды, содержа­ние метана в

атмосфере за последние 200 лет увеличилось. Измерения в начале 1980-х годов

содержания угарного газа в воздушном бассейне штата Орегон (США) в течение

3,5 лет показали, что оно возрастало в среднем на 6 % в год. Имеются

сообщения о тенденции повышения в ат­мосфере Земли концентрации углекислого

газа и связанной с ней угрозы парникового эффекта и потепления климата. В

ледниках вулканического района Камчатки обнаружены как современные, так и

древние канцеро­гены (ПАУ, бенз(а)пирен и др.). В последнем случае они имеют,

по-видимому, вулканическое происхождение. Закономерности изменений во времени

атмосферного кислорода, имеющего наиболее важное значение для обеспечения

жизнедеятельности, изучены слабо.

Обнаружено возрастание в атмосфере оксидов азота и серы зимой в связи с

увеличением объёмов сжигания топлива и более частым образо­ванием смогов в этот

период.

Результаты режимного опробования снеговых выпадений в Подмос­ковье

свидетельствуют как о синхронных региональных изменениях их состава во

времени, так и о локальных особенностях динамики химиче­ского состояния

приземной атмосферы, связанных с функционированием местных источников

пылегазовыбросов. В морозные зимы в сне­говом покрове увеличивалось

содержание сульфатов, нитратов и соот­ветственно кислотности снеговой воды.

Снеговая вода начального пе­риода зимы отличалась повышенным содержанием

сульфат-, хлор- и аммоний-ионов. По мере выпадения снега к середине зимнего

периода оно заметно (в 2-3 раза) снижалось, а затем снова и резко (до 4-5 раз

для хлор-иона) увеличивалось. Такие особенности изменения химического состава

снеговых выпадений во времени объясняются повышенной за­грязненностью

приземной атмосферы при первых снегопадах. По мере усиления ее 'промытости"

загрязненность снегового покрова уменьша­ется, снова увеличиваясь в периоды,

когда снега выпадает мало.

Для атмосферы характерна чрезвычайно высокая динамичность, обу­словленная как

быстрым перемещением воздушных масс в латеральном и вертикальном направлениях,

так и высокими скоростями, разнообра­зием протекающих в ней физико-химических

реакций. Атмосфера рассматривается сейчас как огромный "химический

котел", который нахо­дится под воздействием многочисленных и изменчивых

антропогенных и природных факторов. Газы и аэрозоли, выбрасываемые в атмосферу,

характеризуются высокой реакционной способностью. Пыль и сажа, возникающие при

сгорании топлива, лесных пожарах, сорбируют тяжелые металлы и радионуклиды и

при осаждении на поверхность могут загрязнить обширные территории, проникнуть в

организм чело­века через органы дыхания. Аэрозоли разделяются на первичные

(выбрасываются из источников загрязнения), вторичные (образуются в атмосфере),

летучие (переносятся на далекие расстояния) и нелетучие (отлагаются на

поверхности вблизи зон пылегазовыбросов). Устойчивые и летучие тонкодисперсные

аэрозоли (кадмий, ртуть, сурьма, йод-131 и др.) имеют тенденцию

накапливаться в низинах, заливах и других пони­жениях рельефа, в меньшей

степени на водоразделах.

Аэродинамическими барьерами являются крупные лесные массивы, а также активные

глубинные разломы значительной протяженности (Байкальский рифт). Причина

этого заключается в том, что такие разломы контролируют физические поля,

ионные потоки Земли и служат своеоб­разной преградой для перемещения

воздушных масс.

Выявлена тенденция совместного накопления в твердых взвешенных частицах

приземной атмосферы Европейской России свинца и олова;

хрома, кобальта и никеля; стронция, фосфора, скандия, редких земель и

кальция; бериллия, олова, ниобия, вольфрама и молибдена; лития, бе­риллия и

галлия; бария, цинка, марганца и меда. Литий, мышьяк, висмут часто не

сопровождаются повышенными содержаниями других микроэлементов. Высокие

концентрации в снеговой пыли тяжелых ме­таллов обусловлены как присутствием

их минеральных фаз, образовав­шихся при сжигании угля, мазута и других видов

топлива, так и сорбци­ей сажей, глинистыми частицами газообразных соединений

типа галогенидов олова. Выявленные особенности пространственно-временного

распределения загрязняющих веществ следует учитывать при интерпре­тации

наблюдательных данных о загрязнении воздуха.

Время "жизни" газов и аэрозолей в атмосфере колеблется в очень широком диапазоне

(от 1 - 3 минут до нескольких месяцев) и зависит в ос­новном от их химической

устойчивости, размера (для аэрозолей) и при­сутствия реакционноспособных

компонентов (озон, пероксид водорода и др.). Поэтому в трансграничных

переносах загрязняющих веществ уча­ствуют главным образом химические элементы и

соединения в виде га­зов, не способных к химическим реакциям и термодинамически

устойчивых в условиях атмосферы. Вследствие этого борьба с трансграничными

переносами, являющимися одной из наиболее актуальных проблем за­щиты качества

воздуха, сильно затруднена.

Оценка и тем более прогноз состояния приземной атмосферы являют­ся очень

сложной проблемой. В настоящее время ее состояние оценивает­ся главным

образом по нормативному подходу. Величины ПДК токсиче­ских химических веществ

и другие нормативные показатели качества воздуха приведены во многих

справочниках и руководствах. В таком руководстве для Европы кроме токсичности

за­грязняющих веществ (канцерогенное, мутагенное, аллергенное и другие

воздействия) учитываются их распространенность и способность к ак­кумуляции в

организме человека и пищевой цепи. Недостатки норма­тивного подхода -

ненадежность принятых значений ПДК и других по­казателей из-за слабой

разработанности их эмпирической наблюдатель­ной базы, отсутствие учета

совместного воздействия загрязнителей и резких изменений состояния приземного

слоя атмосферы во времени и пространстве. Стационарных постов наблюдения за

воздушным бассей­ном мало и они не позволяют адекватно оценить его состояние

в круп­ных промьппленно-урбанизированных центрах. В качестве индикаторов

химического состава приземной атмосферы можно использовать хвою, лишайники,

мхи. На начальном этапе выявления очагов радиоактивно­го загрязнения,

связанных с Чернобыльской аварией, изучалась хвоя сосны, обладающая

способностью накапливать радионуклиды, находя­щиеся в воздухе. Широко

известно покраснение игл хвойных деревьев в периоды смогов в городах.

Наиболее чутким и надежным индикатором состояния приземной атмосферы является

снеговой покров, депонирующий загрязняющие ве­щества за сравнительно

длительный период времени и позволяющий установить местоположение источников

пылегазовыбросов по комплек­су показателей. В снеговых выпадениях фиксируются

загрязни­тели, которые не улавливаются прямыми измерениями или расчетными

данными по пылегазовыбросам. Снегохимическая съёмка дает возмож­ность оценить

запасы загрязнителей в снеговом покрове, а также "мокрую" и "сухую" нагрузки

на окружающую среду, которые выража­ются в определении количества (массы)

выпадений загрязняющих ве­ществ в единицу времени на единицу площади.

Широкому применению съёмки способствует то, что основные промышленные центры

России находятся в зоне устойчивого снегового покрова.

К перспективным направлениям оценки состояния приземной атмо­сферы крупных

промышлешго-урбанизированных территорий относит­ся многоканальное

дистанционное зондирование. Преимущество этого метода заключается в

способности быстро, неоднократно и в "одном ключе" охарактеризовать большие

площади. К настоящему времени разработаны способы оценки содержания в

атмосфере аэрозолей. Разви­тие научно технического прогресса позволяет

надеяться на выработку таких способов и в отношении других загрязняющих

веществ.

Прогноз состояния приземной атмосферы осуществляется по ком­плексным данным.

К ним прежде всего относятся результаты монито­ринговых наблюдений,

закономерности миграции и трансформации загрязняющих веществ в атмосфере,

особенности антропогенных и природных процессов загрязнения воздушного

бассейна изучаемой терри­тории, влияние метеопараметров, рельефа и других

факторов на распре­деление загрязнителей в окружающей среде. Для этого в

отношении кон­кретного региона разрабатываются эвристичные модели изменения

при­земной атмосферы во времени и пространстве. Наибольшие успехи в решении

этой сложной проблемы достигнуты для районов расположе­ния АЭС.

Конечный результат применения таких моделей - количественная оценка риска

загрязнения воздуха и оценка его приемлемости с социаль­но-экономической

точки зрения.

Опыт проведения снегохимической съемки свидетельствует о том, что мониторинг

состояния воздушного бассейна наиболее эффективен в зоне устойчивого

накопления загрязняющих веществ (низины и поймы рек, участки и районы,

контролируемые аэродинамическими барьерами).

Оценка и прогноз химического состояния приземной атмосферы, свя­занного с

природными процессами ее загрязнения, существенно отлича­ются от оценки и

прогноза качества этой природной среды, обусловлен­ного антропогенными

процессами. Вулканической и флюидной актив­ностью Земли, другими природными

феноменами нельзя управлять. Речь может идти только о минимизации последствий

негативного воздей­ствия, которое возможно лишь в случае глубокого понимания

особенно­стей функционирования природных систем разного иерархического уровня

и прежде всего Земли как планеты. Необходим учет взаимодейст­вия

многочисленных факторов, изменчивых во времени и пространстве.

К главным факторам относятся не только внутренняя активность Земли, но и ее

связи с Солнцем, Космосом. Поэтому мышление "простыми образами" при оценке и

прогнозе состояния приземной атмо­сферы недопустимо и опасно.

Антропогенные процессы загрязнения воздушного бассейна в боль­шинстве случаев

поддаются управлению. Однако борьба с трансгранич­ными переносами

загрязняющих веществ в атмосфере может успешно вестись лишь при условии

тесного международного сотрудничества, что представляет определенные

трудности по разным причинам. Очень сложно оценивать и прогнозировать

состояние атмосферного воздуха,

когда на него воздействуют и природные, и антропогенные процессы. Особенности

такого взаимодействия пока еще изучены слабо.

Экологическая практика в России и за рубежом показала, что её не­удачи

связаны с неполным учетом негативных воздействий, неумением выбрать и оценить

главные факторы и последствия, низкой эффективно­стью использования

результатов натурных и теоретических экологиче­ских исследований при принятии

решений, недостаточной разработан­ностью методов количественной оценки

последствий загрязнения при­земной атмосферы и других жизнеобеспечивающих

природных сред.

Во всех развитых странах приняты законы об охране атмосферного воздуха. Они

периодически пересматриваются с учетом новых требова­ний к качеству воздуха и

поступления новых данных о токсичности и поведении загрязняющих веществ в

воздушном бассейне. В США сейчас обсуждается уже четвертый вариант закона о

чистом воздухе. Борьба идет между сторонниками охраны окружающей среды и

компаниями, экономически не заинтересованными в повышении качества воздуха.

Правительством Российской Федерации разработан проект закона об охране

атмосферного воздуха, который в настоящее время обсуждается. Улучшение

качества воздуха на территории России имеет важное социально-экономическое

значение

Это обусловлено многими причинами и прежде всего неблагополуч­ным состоянием

воздушного бассейна мегаполисов, крупных городов и промышленных центров, в

которых проживает основная часть квалифицированного и трудоспособного

населения.

1.2. Природные и антропогенные загрязнения воды.

Вода - одна из наиболее важных жизнеобеспечивающих природных сред,

образовавшихся в результате эволюции Земли. Она является со­ставной частью

биосферы и обладает целым рядом аномальных свойств, влияющих на протекающие в

экосистемах физико-химические и биоло­гические процессы.

К таким свойствам относятся очень высокие и максимальные среда жидкостей

теплоемкость, теплота плавления и теплота испарения, по­верхностное

натяжение, растворяющая способность и диэлектрическая проницаемость,

прозрачность. Кроме того, для вода характерны повы­шенная миграционная

способность, имеющая важное значение для ее взаимодействия с сопредельными

природными средами.

Вышеуказанные свойства воды определяют потенциальную возмож­ность накопления

в ней очень высоких количеств самых разнообразных загрязняющих веществ, в том

числе патогенных микроорганизмов.

В связи с непрерывно возрастающим загрязнением поверхностных вод подземные

воды становятся практически единственным источником хозяйственно-питьевого

водоснабжения населения. Поэтому их охрана от загрязнения и истощения,

рациональное использование имеют стра­тегическое значение

Положение усугубляется тем, что пригодные для питья подземные во­ды залегают

в самой верхней, наиболее подверженной загрязнению час­ти артезианских

бассейнов и других гидрогеологических структур, а ре­ки и озера составляют

всего 0,019 % общего объёма воды. Вода же хо­рошего качества требуется не

только для питьевых и культурно-бытовых нужд, но и для многих отраслей

промышленности.

Опасность загрязнения подземных вод заключается в том, что под­земная

гидросфера (особенно артезианские бассейны) является конечным резервуаром

накопления загрязнителей как поверхностного, так и глу­бинного происхождения.

Долговременный, во многих случаях необра­тимый характер имеет загрязнение

бессточных водоемов суши.

Особую опасность представляет загрязнения питьевой воды микро­организмами,

которые относятся к патогенным и могут вызвать вспыш­ки разнообразных

эпидемических заболеваний среди населения и жи­вотных.

Практика показала, что основной причиной большинства эпидемий являлось

употребление зараженной вирусами, микробами воды для питьевых и других нужд.

Воздействие на человека воды с высокими концентрациями тяжелых металлов и

радионуклидов показано в разде­лах, посвященным этим загрязнителям окружающей

среды.

Наиболее важными антропогенными процессами загрязнения воды являются стоки с

промьшленно-урбанизированных и сельскохозяйственных территорий, выпадение с

атмосферными осадками продуктов антропогенной деятельности. Эта процессы

загрязняют не только по­верхностные воды (бессточные водоемы и внутренние

моря, водотоки), но и подземную гидросферу (артезианские бассейны,

гидрогеологические массивы), Мировой океан (в особенности акватории и

шельфы). На кон­тинентах наибольшему воздействию подвергаются верхние

водоносные горизонты (грунтовые и напорные), которые используются для

хозяйственнопитьевого водоснабжения.

Аварии нефтеналивных танкеров, нефтепроводов могут быть суще­ственным

фактором резкого ухудшения экологической обстановки на морских побережьях и

акваториях, во внутриконтинентальных водных системах. Отмечается тенденция

увеличения этих аварий в последнее де­сятилетие.

Набор веществ, загрязняющих воду, очень широкий, а формы их на­хождения

разнообразны. Главные загрязнители, связанные с природными и антропогенными

процессами загрязнения водной среды, во многом сходны. Отличие заключается в

том, что в результате антропогенной деятельности в воду могут поступать

значительные количества таких чрезвычайно опасных веществ, как пестициды,

искусственные радионук­лида. Кроме того, искусственное происхождение имеют

многие патоген­ные и болезнетворные вирусы, грибки, бактерии.

На территории Российской Федерации проблема загрязнения по­верхностных и

подземных вод соединениями азота становится все более актуальной. Эколого-

геохимическое картирование центральных облас­тей Европейской России показало,

что поверхностные и грунтовые воды этой территории во многих случаях

характеризуются высокими концен­трациями нитратов и нитритов. Режимные же

наблюдения свидетельст­вуют об увеличении этих концентраций во времени.

Сходная ситуация складывается с загрязнением подземных вод орга­ническими

веществами. Это связано с тем, что подземная гидросфера не способна к

окислению большой массы поступающей в нее органики. Следствием этого является

то, что загрязнение гидрогеохимических сис­тем постепенно становится

необратимым.

Однако нарастающее количество не окисленных органических ве­ществ в воде

сдвигает процесс денитрификации вправо (в сторону обра­зования азота,) что

способствует уменьшению концентраций нитратов и нитритов.

На сельскохозяйственных территориях с высокой агронагрузкой вы­явлено

заметное увеличение в поверхностных водах соединений фосфо­ра, что является

благоприятным фактором для эвтрофикации бессточ­ных водоемов. Отмечается

также возрастание в поверхностных и грун­товых водах устойчивых пестицидов.

Оценка состояния водной среды по нормативному подходу осуществ­ляется путем

сравнения присутствующих в ней загрязняющих веществ с их ПДК и другими

нормативными показателями, принятыми для объек­тов хозяйственно-питьевого,

культурно-бытового водопользования.

Такие показатели начинают разрабатываться не только для выявле­ния

избыточного количества загрязняющих веществ, но и для установ­ления дефицита

в питьевой воде жизненно важных (эссенциальных) хи­мических элементов. В

частности, такой показатель в отношении селена имеется для стран ЕЭС.

Всеобщие усилия должны быть направлены главным образом на ми­нимизацию

негативных последствий.

Особенно сложно оценить и прогнозировать состояние водного объ­екта, когда на

него влияют и природные, и антропогенные процессы.

Как показали исследования в Московском артезианском бассейне, такие случаи не

являются редкостью.

1.3. Радиоактивное загрязнение.

Радиоактивное загрязнение представляет особую опасность для человека и среды

его обитания. Это связано с тем, что ионизирующая радиация оказывает

интенсивное и постоянное пагубное воздействие на живые организмы, а источники

этой радиации широко распро­странены в окружающей среде. Радиоактивность -

самопроизволь­ный распад атомных ядер, приводящий к изменению их атомного

номера или массового числа и сопровождающийся альфа-, бета- и гамма-

излучениями. Альфа-излучение - поток тяжелых частиц, со­стоящий из протонов и

нейтронов. Он задерживается листом бумаги и не способен проникнуть сквозь

кожу человека. Однако он стано­вится чрезвычайно опасным, если попадает

внутрь организма. Бета-излучение обладает более высокой проникающей

способностью и проходит в ткани человека на 1 - 2 см. Гамма-излучение может

за­держиваться лишь толстой свинцовой или бетонной плитой.

Уровни земной радиации неодинаковы в разных районах и зави­сят от концентрации

радионуклидов вблизи поверхности. Аномаль­ные радиационные поля природного

происхождения образуются при обогащении ураном, торием некоторых типов

гранитов, других маг­матических образований с повышенным коэффициентом

эманирования, на месторождениях радиоактивных элементов в различных по­родах,

при современном привносе урана, радия, радона в подземные и поверхностные воды,

геологическую среду. Высокой радиоактив­ностью часто характеризуются угли,

фосфориты, горючие сланцы, некоторые глины и пески, в том числе пляжные. Зоны

повышенной радиоактивности распределены на территории России неравномерно. Они

известны как в европейской части, так и в Зауралье, на Поляр­ном Урале, в

Западной Сибири, Прибайкалье, на Дальнем Востоке, Камчатке, Северо-востоке. В

большинстве геохимически специализи­рованных на радиоактивные элементы

комплексах пород значитель­ная часть урана находится в подвижном состоянии,

легко извлекается и попадает в поверхностные, подземные воды, затем в пищевую

цепь. Именно природные источники ионизирующего излучения в зонах аномальной

радиоактивности вносят основной вклад (до 70 %) в суммарную дозу облучения

населения, равную 420 мбэр/год. При этом эти источники могут создавать высокие

уровни радиации, влияющие в течение длительного времени на жизнедеятельность

человека и вызывающие различные заболевания вплоть до генетических изменений в

организме. Если на урановых рудниках ведется санитарно-гигиеническое

обследование и принимаются соответствующие меры по охране здоровья сотрудников,

то воздействие естественной радиации за счет радионуклидов в горных породах и

при­родных водах изучено крайне слабо. В урановой провинции Атабаска (Канада)

выявлена Уолластоунская биогеохимическая аномалия площадью около 3 000 км2

, выраженная высокими концентрациями урана в хвое черной канадской ели и

связанная с поступлением его

аэрозолей по активным глубинным разломам. На территории России

такие аномалии известны в Забайкалье.

Среди естественных радионуклидов наибольшее радиационно-генетическое значение

имеют радон и его дочерние продукты распа­да (радий и др.). Их вклад в

суммарную дозу облучения на душу на­селения составляет более 50 %. Радоновая

проблема в настоящее вре­мя считается приоритетной в развитых странах и ей

уделяется повы­шенное внимание со стороны МКРЗ и МКДАР при ООН. Опасность

радона (период полураспада 3,823 суток) заключается в его широ­ком

распространении, высокой проникающей способности и мигра­ционной подвижности,

распаде с образованием радия и других высо­корадиоактивных продуктов. Радон

не имеет цвета, запаха и счита­ется "невидимым врагом", угрозой для миллионов

жителей Западной Европы, Северной Америки.

В России радоновой проблеме начали уделять внимание лишь в последние годы.

Территория нашей страны в отношении радона сла­бо изучена. Полученная в

предыдущие десятилетия информация по­зволяет утверждать, что и в Российской

Федерации радон широко распространен как в приземном слое атмосферы,

подпочвенном воз­духе, так и в подземных водах, включая источники питьевого

водо­снабжения.

По данным Санкт-Петербургского научно-исследовательского института

радиационной гигиены, наибольшая концентрация радо­на и его дочерних

продуктов распада в воздухе жилых помещений, зафиксированная в нашей стране,

соответствует дозе воздействия на легкие человека 3-4 тысячи бэр в год, что

превышает ПДК на 2 - 3 порядка. Предполагается, что вследствие слабой

изученности радо­новой проблемы в России возможно выявление высоких

концентра­ций радона в жилых и производственных помещениях целого ряда

регионов.

К ним прежде всего относятся радоновое "пятно", захватывающее Онежское озеро,

Ладожское и Финский залив, широкая зона, про­слеживающаяся от Среднего Урала

в западном направлении, южная часть Западного Приуралья, Полярный Урал,

Енисейский кряж, За­падное Прибайкалье, Амурская область, северная часть

Хабаровско­го края, Чукотский полуостров.

Особенно актуальна радоновая проблема для мегаполисов и крупных городов, в

которых имеются данные о поступлении радона в подземные воды и геологическую

среду по активным глубинным разломам (Санкт-Петербург, Москва).

Каждый житель Земли в последние 50 лет подвергся облучению от радиоактивных

осадков, вызванных ядерными взрывами в атмосфере в связи с испытаниями

ядерного оружия. Максимальное количество этих испытаний имело место в 1954 -

1958 г.г. и в 1961 - 1962 г.г.

Существенная часть радионуклидов при этом выбрасывалась в атмосферу, быстро

разносилась в ней на большие расстояния и в течение многих месяцев медленно

опускалась на поверхность Земли.

При процессах деления атомных ядер образуется более 20 радионуклидов с

периодами полураспада от долей секунды до нескольких миллиардов лет.

Второй антропогенный источник ионизирующего облучения населения – продукты

функционирования объектов атомной энергетики.

Хотя при нормальной работе АЭС выбросы радионуклидов в ок­ружающую среду

незначительны, Чернобыльская авария 1986 года показала чрезвычайно высокую

потенциальную опасность атомной энергетики.

Глобальный эффект радиоактивного загрязнения Чернобыля обу­словлен тем, что

при аварии радионуклиды были выброшены в стра­тосферу и уже в течение

нескольких суток были зафиксированы в Западной Европе, затем в Японии, США и

других странах.

При первом неконтролируемом взрыве на Чернобыльской АЭС в окружающую среду

поступали очень опасные при попадании в орга­низм человека сильно

радиоактивные "горячие частицы", представ­ляющие собой тонкодисперсные

фрагменты графитовых стержней и других конструкций атомного реактора.

Образовавшееся радиоактивное облако накрыло огромную тер­риторию. Общая площадь

загрязнения в результате Чернобыльской аварии цезием-137 плотностью 1 -5Ки/км

2 только на территории России в 1995 году составила около 50 000 км2

.

Из продуктов деятельности АЭС особую опасность представляет тритий,

накапливающийся в оборотной воде станции и поступаю­щий затем в водоем-

охладитель и гидрографическую сеть, бессточ­ные водоемы, подземные воды,

приземную атмосферу.

В настоящее время радиационная обстановка в России определя­ется глобальным

радиоактивным фоном, наличием загрязненных территорий вследствие

Чернобыльской (1986 г.) и Кыштымской (1957 г.) аварий, эксплуатацией урановых

месторождений, ядерного топ­ливного цикла, судовых ядерно-энергетических

установок, регио­нальных хранилищ радиоактивных отходов, а также аномальными

зонами ионизирующих излучений, связанных с земными (природными)

источниками радионуклидов.

1.4. Твердые и опасные отходы.

Отходы подразделяются на бытовые, промышленные, отходы, связанные с добычей

полезных ископаемых, и радиоактивные. По фазовому состоянию они могут быть

твердыми, жидкими или смесью твердой, жидкой и газовой фаз.

При хранении все отхода претерпевают изменения, обусловлен­ные как

внутренними физико-химическими процессами, так и влия­нием внешних условий.

В результате этого на полигонах хранения и захоронения отходов могут

образоваться новые экологически опасные вещества, которые при проникновении в

биосферу будут представлять серьезную угрозу для среды обитания человека.

Поэтому хранение и захоронение опасных отходов следует рас­сматривать как

"складирование физико-химических процессов".

Твердые бытовые отходы (ТБО) чрезвычайно разнородны по со­ставу: пищевые

остатки, бумага, металлолом, резина, стекло, древе­сина, ткань, синтетические

и другие вещества. Пищевые остатки привлекают птиц, грызунов, крупных

животных, трупы которых яв­ляются источником бактерий и вирусов. Атмосферные

осадки, сол­нечная радиация и выделение тепла в связи с поверхностными,

подземными пожарами, возгораниями, способствуют протеканию на полигонах ТБО

не предсказуемых физико-химических и био­химических процессов, продуктами

которых являются многочисленные токсичные химические соединения в жидком,

твердом и газообразном состояниях. Биогенное воздействие ТБО выражает­ся в

том, что отходы благоприятны для размножения насекомых, птиц, грызунов,

других млекопитающих, микроорганизмов. При этом птицы и насекомые являются

разносчиками болезнетвор­ных бактерий и вирусов на большие расстояния.

Не менее опасны сточные воды и фекальные стоки селитебных зон. Несмотря на

Страницы: 1, 2