Главными и наиболее опасными источниками загрязнения окружающей среды являются антропогенные, учитывая то, что именно человек, а также последствия его деятельности коренным образом влияют и изменяют окружающую среду.
Вещества, загрязняющие атмосферу, могут быть твердыми (промышленная пыль), жидкими и газообразными, а также оказывать вредное воздействие непосредственно после химических превращений в атмосфере, либо совместно с другими веществами.
Рассматривают также антропогенное загрязнение по видам:
Загрязнение
Главными источниками загрязнения являются:
- тепло-, гидроэлектростанции, атомные электростанции и теплоцентрали, сжигающие органическое топливо
- транспорт, прежде всего автомобильный
- черная и цветная металлургия
- машиностроение
- химическое производство
- добыча и переработка минерального сырья
- открытые источники (добыча, сельскохозяйственные пашни, строительство)
- выбросы, связанные с добычей, обработкой и хранением радиоактивных веществ
Классификация по типу происхождения
Существует 3 вида воздействия человечества на окружающую среду, которые определяются типом происхождения:
- химическое (ингредиентное),
- биологическое,
- физическое (параметрическое).
Иногда отдельно выделяют механическое загрязнение, которое связано с замусориванием мирового океана, образованием свалок и прочими видами замусоривания.
Химическое
Попадание в природную среду различных веществ и изменение ее химического состава приводит к увеличению концентрации микро- и макроэлементов, минеральных и органических отложений, не свойственных естественной природной среде, которые напрямую влияют на состав воды, почвы, воздуха и, соответственно, на живые организмы.
Примеры химического загрязнения: слив продуктов нефтепереработки в водоемы, отложение тяжелых металлов в грунте.
Биологическое
Биологическое загрязнение окружающей среды заключается в увеличении количества микроорганизмов в почве, атмосфере и водоемах. Это могут быть вирусы, грибки, простейшие, черви, сапрофиты, главная опасность которых — распространение инфекционных и прочих заболеваний.
Источником биологического загрязнения является сброс продуктов микробиологического синтеза, бактериологическое оружие и отходы, получаемые в результате генной инженерии. Попадая в почву, воздух и воду, они становятся питательной средой для болезнетворных микроорганизмов, вызывая увеличение их популяции, после чего эти патогены попадают в организм человека с пищей, питьевой водой и вдыхаемым воздухом.
Из всех биологических сред бактериальному загрязнению сильнее всего подвержена гидросфера.
Физическое (параметрическое)
Физическое загрязнение природы связано с распространением инородных агентов, нарушающих целостность экосистемы и естественные биологические процессы. Оно подразделяется на 4 подвида:
- тепловое (повышение температуры),
- шумовое (увеличение громкости звука, приемлемого для того или иного вида),
- электромагнитное (негативное влияние электромагнитных полей),
- радиационное (различные виды радиационных излучений).
Радиационное воздействие опасно тем, что оно может отразиться не только на определенных видах в реальном времени, но и на потомстве.
Формы антропогенного загрязнения
Отдельно следует упомянуть качественное и количественное загрязнения окружающей среды. Первое связано с появлением в природе веществ и компонентов, ранее для нее неизвестных (например, выброс пластика в водоемы).
Количественное загрязнение связано с превышением концентрации или количества определенных веществ и элементов, которые в норме присутствуют в естественных условиях, но в гораздо меньших количествах (например, соединения железа в почве).
Основные загрязняющие вещества и их источники
В результате антропогенного фактора в окружающей среде оказываются тысячи различных веществ, которые образуют различные примеси и часто даже не поддаются идентификации. Наибольшая доля этих веществ приходится на окиси углерода, которые появляются в результате деятельности ТЭС и движения транспорта.
К основным загрязняющим веществам относятся также:
- углерод,
- азот (источник — сжигание топлива, последствие — кислотные дожди),
- сера (источник — сжигание топлива, последствие — агрессивные кислотные дожди),
- хлор (источник — химическая промышленность, последствие — отравление организмов живых существ),
- монооксид углерода (источник — транспорт с двигателем внутреннего сгорания, промышленность, электростанции),
- диоксид серы (основной источник — электростанции).
В последнее время влияние опасных веществ в результате антропогенного фактора приобретает масштаб глобальной катастрофы. Кроме того, что каждое из них негативно влияет на почву, воду и состав атмосферы, они имеют свойство усиливать отрицательное воздействие друг друга.
Характеристика антропогенного загрязнения
Каждый человек, осознанно или нет, но постоянно способствует загрязнению биосферы. Любая сфера деятельно приводит к загрязнению. Так металлургия загрязняет воду, которая используется в процессе производства, а в результате горения в атмосферу поступают вредные вещества. Энергетическая сфера предполагает использование различного вида топлива – нефти, газа, угля, который при сгорании также выделяет в воздух загрязняющие вещества.
p, blockquote 3,0,0,0,0 -->
Сток промышленных и бытовых вод в реки и озера приводит к гибели сотен популяций вид и другой живности. Во время расширения населенных пунктов уничтожаются гектары леса, степей, болот и других природных объектов.
p, blockquote 4,1,0,0,0 -->
Одна из крупнейших проблем, порождаемой человечеством, является проблема мусора и отходов. Он регулярно вывозится на полигоны и сжигается. Продукты распада и горения загрязняют и землю, и воздух. Из этого происходит еще одна проблема – это длительное разложения тех или иных материалов. Если газетная бумага, картон, отходы пищевых продуктов перерабатываются за несколько лет, то автомобильные шины, полиэтилен, пластик, жестяные банки, батарейки, детские подгузники, стекло и другие материалы разлагаются в течение нескольких столетий.
p, blockquote 5,0,0,0,0 -->
Вред для атмосферы
Когда в воздухе повышается концентрация химических и других компонентов, они проникают в организмы живых существ, вызывая генные мутации, соматические, инфекционные, онкологические заболевания, оседают на поверхности воды, растений, почвы, попадая впоследствии в организмы через ЖКТ.
Кроме того, возникают такие экологические явления, как озоновые дыры, кислотные дожди, глобальное потепление.
Виды антропогенного загрязнения
Обобщая вред, наносимый планете человеком, можно выделить следующие виды загрязнения, имеющее антропогенное происхождение:
По масштабам антропогенное загрязнение биосферы различают локальное и региональное. В случае, когда загрязнение принимает необъятные масштабы, распространяясь по всей планете, оно достигает уровня глобального.
p, blockquote 7,0,0,0,0 --> p, blockquote 8,0,0,0,1 -->
Устранить проблему антропогенного загрязнения никак нельзя, но ее можно контролировать. Для этого нужно правильно использовать природные ресурсы, вести природоохранные действия, модернизировать все промышленные предприятия, увеличив их эффективность. В данный момент многие страны выполняют программы улучшения окружающей среды и стараются снизить негативное влияние промышленности на экологию, что приводит к первым позитивным результатам.
Вред для гидросферы
Различные виды загрязнений в воде опасны в разных аспектах:
- нарушают жизнедеятельность микроорганизмов и живых существ, обитающих в воде (например, известны случаи гибели рыб и водных млекопитающих в результате попадания в пластиковые пакеты, бутылки),
- изменяют состав питьевой воды и также провоцируют развитие заболеваний, попадая в организм человека и живых существ,
- способствуют размножению болезнетворных бактерий, которые вызывают “цветение” воды и выделение в атмосферу ядовитые газы,
- проникают в почву, откуда в дальнейшем — в растения, грибы, ягоды, кормовые культуры, а затем — в организм живых существ с пищей.
Проявления
Изменения в окружающей среде, вызываемые деятельностью человека, называются антропогенным воздействием. Уже почти 40 тысяч лет люди, пытаясь подчинить себе природу, продвигают эволюцию биосферы. Этот процесс нельзя назвать ни отрицательным, ни положительным, наблюдать можно и те, и другие результаты антропогенного воздействия. В основном, выделяются следующие виды человеческой деятельности по отношению к природе:
- разрушительная (или деструктивная) — потребление природных ресурсов, антропогенное загрязнение окружающей среды, повреждение озонового слоя и т.д,
- стабилизирующая — восстановительный процесс, уничтожение загрязняющих факторов (заводы, выхлопные газы), уменьшение количества используемых природных ресурсов (снижение добычи нефти, газа, угля за счет появления новых источников энергии),
- конструктивная — рекультивация ландшафта, расширение территорий «зеленых зон», переход на электромобили, солнечные батареи и другие источники топлива и энергии, не наносящие вред окружающей среде.
Разрушительная деятельность преобладала в конце 19 — начале 20 века, когда сначала промышленная революция вынуждала строить далекие от заботы об экологии заводы, а затем мировые войны не давали возможности задуматься об охране окружающей среды.
Лишь в конце 20 века деятельность граждан развитых стран стала сначала стабилизирующей, а затем и конструктивной. Уже за эти несколько десятков лет распространения природоохранной деятельности, экологических движений, человечество добилось некоторых успехов: сохранены ряд популяций животных, в Японии и большинстве стран Запада лесов больше сажается, чем вырубается.
Причины и последствия антропогенного воздействия
Изменение человеком окружающей среды — это желание улучшить качество жизни. В стремлении увеличить количество материальных благ, упростить и удешевить производство, люди были вынуждены начать разрушительную деятельность по отношению к природе — вырубать леса, строить дамбы, убивать животных. Такое поведение вызывается непониманием, отсутствием представления о последствиях отрицательного воздействия человека на окружающую среду.
В 21 веке, несмотря на появление видов современного производства, невостребованность определенных технических сооружений (угольных электростанций), природное вредительство продолжается, и это приводит к следующим последствиям:
- Загрязнение почвы. Выбросы вредных газов с заводов и выхлопных труб оседают на земле, что приводит к гибели микроорганизмов и почвенных животных, которые биологи классифицируют как «низшие». Нарушается пищевая цепочка, так как высшие виды животных лишаются здоровой пищи.
- Снижение плодородной способности почвы (проблема решается путем рекультивации земель). Происходит из-за неправильного ведения хозяйственных работ на земле (сеяние не предназначенных для данного типа почвы семян, перенасыщение химикатами и бытовым мусором).
- Антропогенное воздействие человека на почву неразрывно связано с загрязнением подземных вод. Это касается как минеральных источников (их количество на Кавказе за прошедшие сто лет уменьшилось в несколько раз), так и обычной воды, добываемой для бытовых нужд.
- Загрязнение природных вод (гидросферы). Разрушение оболочки происходит из-за сбрасывания производственных отходов в природные водоемы без очистки. В цивилизованных странах за такую деятельность вводится правовая ответственность, но это не останавливает недобросовестных владельцев заводов. Показательным примером антропогенного влияния на гидросферу является озеро Байкал — самое большое в мире, количество мусора в котором, на данный момент достигло критического уровня.
- Загрязнение атмосферы. Основной источник — электростанции на органическом топливе. Вредоносными являются автомобильные выхлопы, химическое производство и мусоросжигательные заводы. В результате снижается процент содержания чистого кислорода в воздухе, и увеличивается количество токсичных элементов.
Проблема последствий антропогенного воздействия на окружающую среду — глобальная, но не смертельная. У человечества есть время на восстановительную деятельность и уничтожение загрязняющих источников.
Антропогенное загрязнение
Антропогенное загрязнение – это загрязнение биосферы в результате биологического существования и хозяйственной деятельности людей, в т.ч. их прямого или косвенного влияния на интенсивность природного загрязнения. А.з. классифицируется по характеру проявления:
- физическое (электромагнитное, радиоактивное, световое, тепловое, шумовое),
- химическое (нефтяное, тяжелыми металлами и т.п.),
- биологическое (микробное, в т.ч. бактериальное),
- механическое загрязнение (замусоривание).
А.з. возникает под прямым или косвенным воздействием фактора землепользования: строительной, промышленной, сельскохозяйственной, бытовой или иной деятельности и вызывает снижение качества природной среды и возможную опасность для здоровья населения. Химическое загрязнение проявляется в изменении природного химического состава природной среды, увеличении по сравнению с фоном концентраций отдельных микро- и макрокомпонентов, появлении несвойственных природной среде минеральных и органических загрязнений. Бактериальное (или микробное) загрязнение выражается в появлении в природной среде патогенных и санитарно-показательных микроорганизмов, в особенности бактерий группы кишечной палочки. Тепловое загрязнение выражается прежде всего в увеличении температуры природной среды. Тепловое загрязнение может обусловливать др. виды загрязнений. Тепловому загрязнению подземных вод могут сопутствовать уменьшение содержания кислорода в воде, изменение ее химического и газового состава, «цветение» воды и увеличение содержания в воде микроорганизмов. Радиоактивное загрязнение связано с повышением содержания в природных средах радиоактивных веществ. Обусловлено как наведенной радиацией, так и привнесением в природную среду радиоактивных элементов или радионуклидов. Основные источники – ядерные испытания и эксплуатация ЯЭУ. Возможно и в условиях крупных городов с большим количеством промышленных и научных объектов, использующих ядерные установки и радиоактивные вещества, значительным количеством несанкционированных свалок и мест складирования промышленных отходов и радиоактивно опасных грунтов. Механическое загрязнение — это засорение природной среды веществами, оказывающими на нее механическое воздействие и относительно инертными в физикохимическом отношении строительным и бытовым мусором, упаковочными материалами, пластмассовыми пакетами и т.п. По величине территории, охватываемой А.з., различают: глобальное, региональное, локальное, точечное загрязнения. Глобальные загрязнения чаще всего вызываются атмосферными выбросами, распространяются на большие расстояния от места возникновения и оказывают неблагоприятное воздействие на крупные регионы и даже на всю планету. Региональные загрязнения охватывают значительные территории и акватории, подверженные влиянию крупных промышленных районов. Локальные загрязнения характерны для городов, промышленных предприятий, районов добычи полезных ископаемых, животноводческих комплексов. По источникам А.з. выделяют промышленное, транспортное, сельскохозяйственное, коммунально-бытовое. Уровень загрязнения контролируется различными нормативами, прежде всего, предельно допустимыми концентрациями загрязняющих веществ.
Источники:Методические указания «Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест». — М., 1999, Орлов Д.С., Садовникова Л.К., Лозановская И.Н. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении, 2000, Гольдберг В.М. Взаимосвязь загрязнения подземных вод и природной среды. — Л., 1987.
Типы воздействия
За несколько десятков тысяч лет люди научились воздействовать на окружающую среду абсолютно разными способами.
Экологи выделяют несколько направлений антропогенной деятельности:
- материальное — увеличение свалок, постройка технических сооружений (самое распространенное),
- химическое — обработка почвы (на данный момент существуют безвредные и восстановительные виды таких веществ),
- биологическое — снижение или увеличение популяций животных, очистка воздуха,
- механическое — вырубка лесов, выброс отходов в водоемы.
Каждый вид воздействия может как приносить пользу, так и отрицательно влиять на окружающую среду. С научной точки зрения, невозможно выделить отдельный тип деятельности, наносящий больший вред природе или ее сохраняющий.
Для оценки антропогенной деятельности по отношению к природе, экологи проводят анализ ее результатов и дают гигиеническую характеристику. Проводятся замеры состава воздуха, выявляется количество вредных веществ в водоемах и рассчитывается площадь озеленения (делается обычно в крупных городах). Во многих странах существуют «Положения о гигиеническом мониторинге», по которым и работают экологи.
Состав антропогенных загрязнений
Природная среда интенсивно загрязняется на фоне развития химической промышленности. В атмосферу попадают химические элементы, которые ранее не существовали в природе.
Среди всех искусственных загрязнителей наибольший объем составляют окиси углерода. Они выбрасываются в результате деятельности тепловых электростанций, движения транспорта. Другие элементы, попадаемые в атмосферу – азот, сера, хлор:
- Углерод.
Если сравнить с естественными источниками, то на долю антропогенных приходится не более 2%. Но эти дополнительные концентрации углерода оказываются избыточными, а растения планеты не в состоянии их связать. - Азот.
Образуется после сжигания топлива. При сгорании выделяется азот, его концентрация прямо пропорциональна температуре пламени. Затем он связывается с кислородом и выпадает в виде кислотных дождей, влияя на баланс в экосистеме. - Сера.
В состав некоторых видов топлива входит сера. При горении выделяющаяся сера соединяется с атмосферными осадками. Сочетание азотной и серной кислот приводит к выпадению агрессивных «кислых дождей» с рН 2,0. - Хлор.
В естественных условиях встречается в виде примеси в вулканических газах. Чистый хлор используется в химической промышленности. Относится к особо ядовитым соединениям. Обладает плотностью больше воздуха, при авариях «растекается» в низинах рельефа.
Опасность антропогенного заражения – возможность компонентов к взаимному усилению негативных эффектов. Поэтому жители крупных городов рискуют вдохнуть «коктейль» с неизвестным составом вредных веществ, который спровоцирует тяжелые соматические заболевания.
Источники антропогенных загрязнений
Основные источники антропогенного загрязнения атмосферы : автотранспорт, тепловые станции, предприятия химической и металлургической промышленности, заводы по переработки нефти. Не меньшую опасность для атмосферы представляет производство – создание одежды, бытовой техники, моющих средств, химических добавок.
За последние 10 лет уровень антропогенного загрязнения превышает естественное, приобретая глобальные масштабы.
При этом влияние многостороннее:
- непосредственное антропогенное воздействие на атмосферу – повышение температуры, уровня влажности,
- изменение физико-химических свойств за счет роста углекислого газа, аэрозолей, фреонов,
- влияние на характеристики подстилающей поверхности
По характеру воздействия
Когда в основе классификации лежит характер воздействия, то антропогенные источники бывают физическими, химическими и биологическими.
- К физическим относятся электромагнитные, шумовые, тепловые и радиационные.
- Если влияние осуществляет за счет аэрозолей и газообразный составов – это химические источники. В таком виде попадают в окружающее пространство аммиак, альдегиды, оксид углерода и азота.
- Биологическими будут считаться те загрязнители, которые направляют в атмосферу грибки, вирусы, патогенную микрофлору. При этом экология заражается не только микроорганизмами, но и продуктами их жизнедеятельности.
По структуре
Каждое вещество обладает уникальной структурой. В зависимости от физического состояния антропогенные загрязнители бывают:
- Газообразные , возникающие в результате сгорания топлива, химических процессов восстановления, технологических особенностей распыления.
- Твердые , образованные в ходе производства, обработки, транспортировки.
- Жидкие.
Все виды обладают способностью распространяться в атмосфере, нарушая экологическое равновесие.
Как определяют степень загрязненности воздуха?
Для определения уровня антропогенного загрязнения несколько индексов. Это необходимо для учета концентрации вредных веществ и частоты появления выбросов:
- Стандартный индекс (СИ).
Показатель характеризует отношение максимальной измеренной концентрации антропогенного загрязняющего материала к допустимой концентрации примеси. - Наибольшая повторяемость (НП).
Выражается в процентах, показывает, как часто происходило превышение допустимой концентрации на протяжении месяца или года. - Индекс загрязнения атмосферы (ИЗА).
Относится к комплексным величинам для регистрации коэффициента загрязнителя.
На основании полученных данных выясняется уровень антропогенного загрязнения:
Уровень | СИ | НП | ИЗА |
Низкий | Меньше 1 | Не более 10% | 0-4 |
Средний | 1-5 | 10-20% | 5-6 |
Высокий | 5-10 | 20-50% | 7-13 |
Последствия антропогенного загрязнения атмосферы
Антропогенно загрязненный воздух приводит к развитию острых и хронических заболеваний сердечно-сосудистой, бронхолегочной систем. Атмосфера, насыщенная вредными веществами негативно влияет на весь организм в целом.
По данным ВОЗ одна из причин ежегодного преждевременного летального исхода 3 млн человек – воздух, зараженный тяжелыми веществами, опасными соединениями. Они осаждаются в глубоких отделах легких, проникают в органы и ткани.
Помимо непосредственно влияния на здоровье человека происходят глобальные экологические изменения, формируются озоновые дыры, выпадают кислотные дожди, повышается температуры на планете.
Последствия глобального загрязнения атмосферы
Через образованные «озоновые дыры» на землю проникает радиоактивная солнечная активность, вызывая прирост онкологических заболеваний кожи.
Разработка технологий для уменьшения объема выбросов, использование альтернативных форм энергии решает проблемы с антропогенным загрязнением окружающей среды. Солнечные, ветряные, геотермальные электростанции дают достаточное количество энергии, но не нарушают хрупкий баланс экологии.