1.doc

1. Что собой представляет биосфера?

2. Что понимается под качеством окружающей среды?

3. Какие существуют стандарты качества окружающей среды?

4. Чем опасно загрязнение биосферы тяжелыми металлами?

Что собой представляет биосфера?

Мы считаем человека «царем» природы…. Приспособляя богатства природы в пользу себе еще не известно, господствуем ли мы над ней или, наоборот, природа заставляет нас подчиняться ее законам. М. Пришвин

Биосфера (от греч. bios — жизнь, sphaira — шар) — область системного взаимодействия живого и костного вещест­ва планеты. Она представляет собой глобальную экосистему — совокупность всех биогеоценозов (экосистем) нашей пла­неты.

Первые представления о биосфере как «области жизни» и наружной оболочке Земли были высказаны в начале XIX в. Ж. Ламарком (1744 - 1829). Он подчеркивал, что все вещества, находящиеся на поверхности земного шара и образующие его кору, сформировались благодаря деятельности живых организмов.

В 1875 г. австрийский геолог Э. Зюсс (1831 - 1914) впервые ввел в научную литературу современный термин «биосфера», понимая под ним область взаимодействия основных оболочек Земли: атмо-, гидро- и литосферы, где встречаются живые ор­ганизмы.

Однако задолго до этого под другими названиями, в частности «пространство жизни», «картина природы», «живая оболочка Земли» и т.п. его содержание рассматривалось многими другими естествоиспытателями. Первоначально под всеми этими терминами подразумевалась только совокупность живых организмов, обитающих на нашей планете, хотя иногда и указывалась их связь с географическими, геологическими процессами, но при этом скорее обращалось внимание на зависимость живой природы от сил и веществ неорганической природы.

Заслуга создания целостности учения о биосфере принад­лежит В. И. Вернадскому (1836 – 1945гг.). Используя этот термин, он создал науку «биосфера», ввел понятие «живое вещество» — совокуп­ность всех живых организмов, а также отвел живым организмам роль главнейшей преобразую­щей силы планеты Земля, учитывая деятельность организмов не только в настоящее время, но и в прошлом. По­этому биосфера — это все пространство, где существует или когда-либо существовала жизнь, т. е. где встречаются живые организмы или продукты их жизнедеятельности. Ту часть био­сферы, где живые организмы встречаются в настоящее время, обычно (в специальной литературе) называют современной биосферой или необиосферой, а древние биосферы относят к былым биосферам, иначе палеобиосферам или мегабиосферам. Примеры последних — безжизненные скопления органи­ческих веществ (залежи угля, нефти, газа и др.) или запасы иных соединений, образовавшихся при непосредственном участии живых организмов (известняки, ракушечники, обра­зования мела, ряда руд и многое другое).

В. И. Вернадский проследил эволюцию биосферы и при­шел к выводу, что деятельность современного человека, преоб­разующего поверхность Земли, по своим масштабам стала соизмерима с геологическими процессами на планете. В ре­зультате стало ясно, что использование природных ресурсов планеты происходит без учета закономерностей и механизмов функционирования биосферы. Тем не менее завершающим этапом эволюции биосферы он считал появление ноосферы — сферы разума.

Факты и положения о биосфере накапливались постепенно в связи с развитием ботаники, почвоведения, географии растений и других преимущественно биологических наук, а также геологических дисциплин. Те элементы знания, которые стали необходимыми для понимания биосферы в целом, оказались связанными с возникновением экологии. Биосфера является определенной природной системой, а ее существование в первую очередь выражается в круговороте энергии и веществ при участии живых организмов.

Биосфера (в современном понимании) - своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами, т.е. биосфера - результат взаимодействия живой и неживой природы.

Возраст биосферы составляет примерно 4млрд. лет. Нижняя часть биосферы спускается на 3 км на суше и на 2 км ниже дна океана. Верхняя граница - озоновый слой, выше которого ультрафиолетовое излучение солнца исключает органическую жизнь. Основой органической жизни является углерод (С).

К основным элементам биосферы относятся:

- Живые организмы (растения, животные, микроорганизмы).

- Тропосфера (нижний слой атмосферы).

- Гидросфера (океаны, моря, реки и т.д.).

- Литосфера (верхняя часть земной коры).

Важнейшеее значение в истории образования биосферы имело появление на Земле растений, которые в процессе фотосинтеза формируют органические вещества из воды и двуокиси углерода под действием солнечного света. Ежегодно на нашей планете в результате фотосинтеза образуется более 100 млрд. тонн органического вещества. Благодаря растениям на Земле получили развитие различные виды животных, возник обмен веществом и энергией между живой и неживой природой. Живое вещество нашей планеты существует в виде огромного множества организмов. В настоящее время на Земле существует более 2 млн. организмов, из них 0,5млн. - растения, 1,5млн. - растения и микроорганизмы. Многообразие биологических видов соответствует разнооб­разию условий обитания на Земле. Одна из главных особеннос­тей живого состоит в заселении не только зон наиболее благоп­риятного климата, но и всех уголков планеты: высокогорных, глубоководных, подземных ареалов.

Атмосфера - наиболее легкая оболочка Земли, которая граничит с космическим пространством; через атмосферу осуществляется обмен вещества и энергии с космосом. В состав атмосферы в основном входят: N2 (78 %); 0 2 (21 %); СО 2 (0,03 %).

Нижняя часть атмосферы (приблизительно 15 км) - тропосфера. В ней наблюдается интенсивное турбулентное перемешивание, дуют ветры и, таким образом, температура резко уменьшается с высотой (на 1 км приблизительно 6 °С). На высоте приблизительно 55 км она минимальна - 3 °С и далее идет интенсивный рост температуры.

Гидросфера - водная оболочка Земли. Вследствие высокой подвижности вода проникает повсеместно в различные природные образования, даже наиболее чистые атмосферные воды содержат от 10 до 50 мг/дм 3 растворимых веществ. Преобладающие элементы химического состава гидросферы: водород, кислород, натрий, магний, кальций, хлор, сера, углерод. Концентрация того или иного элемента в воде еще ничего не говорит о том, насколько он важен для растительных и животных организмов, обитающих в ней. В этом отношении ведущая роль принадлежит N, P, Si, которые усваиваются живыми организмами.

Литосфера - внешняя твердая оболочка Земли, состоящая из осадочных и магматических пород. В настоящее время земной корой принято считать верхний слой твердого тела планеты, расположенный выше сейсмической границы Мохоровича. Поверхностный слой литосферы, в котором осуществляется взаимодействие живой материи с минеральной (неорганической), представляет собой почву. Остатки организмов после разложения переходят в гумус (перегной). Составными частями почвы служат минералы, органические вещества, живые организмы, вода, газы. Основные элементы химического состава литосферы: О. Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, К .

Ведущую роль выполняет кислород, на долю которого приходится половина массы земной коры и 92 % ее объема, однако, кислород прочно связан с другими элементами в главных породообразующих минералах. Таким образом, в количественном отношении земная кора - это «царство» кислорода, химически связанного в ходе геологического развития земной коры.

Чтобы биосфера не переставала существовать и чтобы не прекращалось ее развитие, на Земле постоянно должен осуще­ствляться круговорот биологически важных веществ. Это зна­чит, что после использования они должны снова переходить в форму, пригодную для усвоения другими организмами. Этот переход биологически важных элементов, ко­торый осуществляется в масштабах всей планеты при опреде­ленных затратах энергии, источником которой является Солн­це, называется геологическим, или большим, круговоротом.

После появления живого вещества на основе геологическо­го круговорота образовался круговорот органического веще­ства, который называется биологическим, или малым, кру­говоротом. По мере развития живой материи из геологиче­ского круговорота изымалось все больше элементов, которые включались в непрекращающийся биологический кругово­рот, являющийся основой жизни. Одни элементы необходи­мы организмам в большом количестве, другие - в меньшем, а некоторых элементов требуется очень мало. Поэтому эле­менты, которые включаются в биологический круговорот, подразделяются на макро-, микро- и ультрамикроэлементы. Однако живое вещество в биологическом круговороте пре­вращается в неживое, а оно в свою очередь под влиянием редуцентов превращается в неорганическое вещество, кото­рое дальше может либо снова включаться в биологический круговорот, либо выходить из него и включаться в геологи­ческий круговорот. В свою очередь элементы из геологиче­ского круговорота могут поглощаться организмами и вовле­каться в биологический круговорот. Поскольку биологиче­ский круговорот связан с геологическим, то логично рассматривать их как единое целое, как биогеохимический круговорот элементов.

Человек как биологический вид появился в биосфере срав­нительно недавно, не более миллиона лет назад, и за столь ко­роткий срок перестроил биосферу в соответствии со своими потребностями. Дальнейшая судьба человечества зависит от того, насколько оно сможет соотносить свое развитие с фунда­ментальными природными законами, определяющими сущест­вование всей биосферы.

^ 2.Что понимается под качеством окружающей среды?

С развитием цивилизации по мере ускорения темпов на­учно-технического прогресса человек во многом преуспел в освоении природных ресурсов, покорении и завоевании при­роды. Однако, как оказалось, восстановительные возможнос­ти биосферы далеко не безграничны и природа начинает от­вечать человеку на его воздействие возникновением очагов экологических бедствий и экологическими катастрофами. Во второй половине XX столетия человечество начало осозна­вать, что вследствие прогрессирующей мощи его влияния на окружающую среду уменьшается продуктивность биосферы, истощаются природные ресурсы, разрушаются природные ландшафты, загрязняется окружающая среда. Сейчас, когда человек, по определению В. И. Вернадского, превратился в «огромную геологическую силу», мы должны охранять окружающую среду от человека и для человека.

Среда — одно из основных экологических понятий, кото­рое означает весь спектр окружающих организм элементов и условий в той части пространства, где обитает организм, все то, среди чего он живет и с чем непосредственно взаимодейст­вует. При этом организмы, приспособившись к определенному комплексу конкретных условий, в процессе жизнедеятельнос­ти сами постепенно изменяют эти условия, т. е. среду своего существования.

Качество природной среды – степень соответствия природных условий потребностям людей или других живых организмов.

Нормальное «фоновое» состояние среды – экологически сбалансированное естественное состояние природной среды. Оно характеризуется экологическим равновесием.

Аномальное – когда один или несколько параметров среды отклоняются от фоновых показателей. Экологически несбалансированная система может оказывать вредное влияние на человека или не удовлетворять его потребностям ( F -. I -. NO - 2 → заболевание зубов, сахарный диабет и т.д).

Кризисное состояние, или экологический кризис – когда параметры состояния приближаются к предельно допустимым, переход через которые влечет за собой потерю системой устойчивости и ее разрушение. Это состояние может быть следствием загрязнений или аномалий в среде при достижении пороговых величин (диоксин, Уфа).

Разрушение среды – когда окружающая среда становится непригодной для обитания человека или использования в качестве природного ресурса (некоторые районы после Чернобыльской аварии 1986 г.).

Одной из основных экологических проблем является загрязнение атмосферного воздуха. Воздух – один из основных природных ресурсов. Атмосфера является определяющим условием жизни на планете. Известно, что человек может прожить без пищи – 5 мес, без воды – 5 сут, а без воздуха – меньше 5 мин. Качество атмосферы определяет жизнь и здоровье людей, существование растительного и животного мира. Больше всего подвержен загрязнениям воздушный бассейн.

Естественное равновесие существует и между организмом и окружающей его неживой средой; множество равновесий поддерживает общее равновесие в природе.

Гомеостаз («гомео» - тот же, «стасис» - состояние) – механизм, посредством которого живой организм, противодействуя внешним воздействиям, поддерживает параметры своей внутренней среды на постоянном уровне, обеспечивающем нормальную жизнь. Кровяное давление, частота пульса, температура тела – все это обусловлено гомеостатическими механизмами, работу которых мы обычно не замечаем.

Любая естественная система с проходящим через нее потоком энергии склонна развиваться в сторону устойчивого состояния. Существующий в природе гомеостаз осуществляется автоматически за счет механизмов обратной связи. Новые системы обычно подвержены резким колебаниям и менее способны противостоять внешним возмущениям по сравнению со зрелыми системами, компоненты которых приспособились друг к другу. Надежный гомеостатический механизм устанавливается только после периода эволюционного приспособления.

Установленное равновесие означает, что экосистема сохраняет свое стабильное состояние и некоторые параметры неизменными, несмотря на воздействие на нее, то есть это и есть такое устойчивое состояние экосистемы, при котором поступление вещества и энергии равно их выходу.

Человек нарушает региональное рав­новесие в природе, изменяя экосистемы. Они становятся неустойчивыми, не спо­собными к самоподдержанию и саморегуляции и перестают обеспе­чивать человеку нормальный газообмен, очистку вод, круговороты питательных веществ

На людей не действуют биологические механизмы регуляции, но люди не научились сознательно регулировать свою численность и количество потребляемых им ре­сурсов. Этот зазор между ослаблением биологических механизмов и недостаточным ростом сознания и является, по мнению целого ряда экологов, основной причиной экологического кризиса.

К сожалению, существуют противоречия между возрастающими потребностями людей и ограниченными

возможностями биосферы, природных ресурсов по их удовлетворению. Одной из причин порчи среды обитания человека и

подрыва восстановительных сил природы является ускоренный рост населения. Так, в начале нашей эры насчитывалось около 200 млн. человек, в 1000 г. – 275 млн. в середине XVII в. – 50 млн. в 1850 г. – 1,3 млрд. в 1900 г. – 5,2 млрд.

Все возрастающая численность населения ставит перед многими странами, особенно перед развивающимися, проблему обеспечения людей продовольствием. Каждый год в мире умирает от голода 2 млн. человек. Наряду с решением продовольственной проблемы важное значение приобретают и проблемы обеспечения человечества водой, сохранения чистым атмосферного воздуха, сохранения плодородия почв. В ряде регионов уже сейчас встают серьезные проблемы, связанные с нехваткой воды, особенно пресной, загрязнением окружающей среды.

Человечество тревожит обеспечение себя тепло- и электроэнергией. По приблизительной оценке советского ученого Н.

В. Мельникова, классическими видами топлива (уголь, нефть, природный газ, торф, горючие сланцы) человечество

обеспечено по уровню потребления 1980 г. на 300 – 320 лет, а по уровню потребления 2000 г. – на 140 – 150 лет. В связи с чем все более видное место в топливно-энергетическом хозяйстве мира должны занимать альтернативные методы получения энергии, в частности атомная, водородная и др. Огромное количество энергии могло быть получено человеком при разрешении сложной проблемы управления термоядерным синтезом.

Дальнейшее развитие экономики в природоохранном аспекте связано с решением проблем более полного использования природных ресурсов и с созданием рециркуляционных материальных и энергетических потоков.

^ 3. Какие существуют стандарты качества окружающей среды?

Система контроля за качеством окружающей среды или экологическая оценка (нормативы) является средством ограничения негативного воздействия на природу.

Государство обеспечивает рационализацию природопользования, включая охрану окружающей природной среды, путем создания природоохранительного законодательства и контроля над его соблюдением. Одной из важнейших составных частей природоохранительного законодательства является система экологических стандартов. Несоблюдение стандартов влечет за собой юридическую ответственность.

Под стандартизацией понимается установление единого и обязательного для всех объектов экологических норм и требований. Стандарты бывают государственными (ГОСТы), отраслевыми (ОСТы) и заводскими. Системе стандартов по охране природы присвоен общий номер 17, который включает несколько групп в соответствии с охраняемыми объектами. Например, 17.1 означает «Охрана природы. Гидросфера», а группа 17.2 — «Охрана природы. Атмосфера» и т. д. Этот стандарт регулирует различные стороны деятельности предприятий по защите водных и воздушных ресурсов, вплоть до требований к аппаратуре для наблюдения за качеством воздуха и воды.

Важнейшими экологическими стандартами являются нормативы качества окружающей среды — предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в окружающей среде. ПДК утверждается для каждого из наиболее опасных веществ в отдельности и действует на территории всей страны.

На основе ПДК разрабатываются научно-технические нормативы предельно допустимых выбросов (ПДВ) вредных веществ в атмосферу и сбросов (ПДС) в водный бассейн. Эти нормативы устанавливаются индивидуально для каждого источника загрязнения с таким расчетом, чтобы совокупное воздействие на окружающую среду всех источников в данном районе не приводило к превышению ПДК.

Специальные службы мониторинга (наблюдения) осуществляют контроль концентраций загрязняющих веществ в окружающей среде. Службы мониторинга имеют право применять предусмотренные законом меры, вплоть до приостановки производства и любых работ, если нарушаются нормы охраны окружающей среды.

Мониторинг – информационная система наблюдений и анализа состояния природной среды, в первую очередь, уровня загрязнения ее и эффектов, вызываемых ими в биосфере, а также прогнозирование последствий загрязнений.

В задачи этой системы входит сбор информации о состоянии среды и уровне загрязнений в пространстве и во времени

по определенной программе. Как система наблюдения и контроля за состоянием окружающей среды мониторинг состоит из

трех ступеней: наблюдение, оценка состояния и прогноз возможных изменений.

В системе мониторинга различают три уровня: санитарно-токсиколо-гический, экологический и биосферный.

Санитарно-токсикологический мониторинг - наблюдение за состоянием окружающей среды, степенью загрязнений природных объектов вредными веществами, за влиянием этих загрязнителей на человека, животный и растительный мир, за наличием в окружающей среде аллергенов, патогенных микроорганизмов, пыли и т.д. за содержанием в атмосфере оксидов азота и серы, СО. тяжелых металлов, за качеством водных объектов, степенью их загрязненности органическими веществами, нефтепродуктами и минеральными солями.

Экологический мониторинг - наблюдение за изменениями в экосистемах (биогеоценозов), природных комплексах, за их продуктивностью, а также за динамикой запасов полезных ископаемых, водных, земельных, растительных ресурсов. Задача экологического мониторинга - обнаружение в экосистемах изменений антропогенного характера (на фоне естественных флуктуаций).

Биосферный мониторинг - наблюдение за глобально-фоновыми изменениями в природе: степенью радиации; наличием в атмосфере С0 2. 03 ; ее запыленности; циркуляцией тепла; газовым обменом между океаном и воздушной оболочкой земли; мировой миграцией птиц, животных, растений и насекомых; погодно-климатическими изменениями на планете.

Важнейшей экотоксикологической характеристикой вещества, его экологической предельно допустимой концентрацией (ПДК) является пороговая концентрация загрязняющего вещества в окружающей среде, которая при повседневном влиянии в течение длительного времени не вызывает негативных последствий на организм человека или другого рецептора и его потомства.

ПДВ определяются на основе ПДК с учетом рассеивания выбросов и наложения их на фоновое загрязнение. Также учитывается суммарное воздействие нескольких источников загрязнения.

Известны ПДК для воды - 1345 веществ, для воздуха - 500 веществ, для почвы = 30 веществ

ПДВ (предельно допустимый выброс) определяется при наиболее неблагоприятных условиях, кг/сут. Это количество загрязняющего вещества за единицу времени, превышение которого ведет к неблагоприятным последствиям в окружающей природной среде или опасно для здоровья человека.

ПДС (предельно допустимый сброс) - масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте.

Токсичность воздуха определяется суммой концентраций вредных веществ, выраженных в единицах ПДК. Для чистого воздуха эта величина меньше единицы. Согласно ГОСТ 12.1007-76 при одновременном содержании в воздухе нескольких загрязнителей, сумма отношений концентрации каждого из них к ПДК не должна превышать 1:

ОВС - оценка воздействия на среду или экологическая экспертиза - экологическое обоснование проектов в соответствии с определенными требованиями и государственный контроль за качеством проработки природоохранных мероприятий, т.е. объект (промышленный, сельскохозяйственный и др.) должен быть экологически безопасным.

Статья 1 Экологическая экспертиза (утверждена 15 ноября 1995 г.)

Экологическая экспертиза - установление соответствия намечаемой хозяйственной и иной деятельности экологическим требованиям и определение допустимости реализации объекта экологической экспертизы в целях предупреждения возможных неблагоприятных воздействий этой деятельности на окружающую природную среду и связанных с ними социальных, экономических и иных последствий реализации объекта экологической экспертизы.

Ассимиляционная емкость объекта окружающей среды - это максимальное количество загрязняющих веществ, которое может быть за единицу времени накоплено, разрушено, трансформировано или выведено за пределы экосистемы в результате совокупности процессов самоочищения без нарушения ее нормального функционирования. Ассимиляционная емкость экосистемы определяет допустимый уровень антропогенного воздействия на фоне естественной изменчивости в интервале допустимых колебаний параметров состояния систем.

Экологическое нормирование призвано ограничить антропогенные воздействия рамками экологических возможностей и нацелено на оптимизацию воздействия человека с природой, на оптимизацию использования возобновимых природных ресурсов.

Международные критерии по ЮНЕСКО рекомендуют следующий набор для системы экологического контроля:

- определение пространственной сетки для набора данных климатических изменений с поведением экосистем;

- построение моделей с выделением неоднородностей вертикальных структур таких обобщенных переменных, как растительность и почва;

- изучение взаимоотношений климатических событий в прошлом и настоящем и выяснение закономерностей их взаимосвязей для отдельных территорий;

- создание моделей для описания динамики долго- и короткоживущих газов в атмосфере;

- организация экспериментальных исследований для получения данных, обеспечивающих понимание эффектов воздействия атмосферных газов на растительные сообщества;

- численное описание динамики прибрежных вод мирового океана в условиях поступления данных от источников наземного базирования и со спутников.

Математически модель может успешно выполнять свои функции при наличии доступа к банкам данных. Поэтому один из центральных блоков глобальной мониторинговой системы - это система сбора, сортировки и накопления измерений и моделирование.

Загрязнение природной среды - это все то, что не в том месте, не в то время и не в том количестве, какое естественно для природы, что выводит ее из состояния равновесия.

В кибернетическом смысле загрязнение - это постепенный или временный шум, увеличивающий энтропию системы (энтропия - беспорядок). Природные или естественные загрязнения вызываются катастрофическими причинами -извержения вулканов, землетрясения и т.п.

Искусственные, антропогенные загрязнения - градостроительство, создание дорожных покрытий, «ядерная зима» -последствие ядерной войны. Как естественные так и антропогенные загрязнители делят на физические, химические, физико-химические и биологические.

В результате физических загрязнений изменяются физические параметры среды: тепловые, световые, шумовые, радиационные и т.п.

Шумовые загрязнения отрицательно воздействуют на организм человека, вызывая повышенную утомляемость, снижение умственной активности, понижение производительности труда, физические и нервные заболевания.

Физиолого-биохимическая адаптация человека к шуму невозможна. Сильный шум - физический наркотик для человека. Музыкальный шум 120 - 130 децибел (дБ) сопоставим с разрядом молнии или взлетом реактивного самолета (100 дБ).

Химические загрязнения - это загрязнения удобрениями, пестицидами, тяжелыми металлами и т.д.

Известно более 7 тыс. химических соединений, загрязняющих природную среду, среди них имеются токсичные, мутагенные и канцерогенные вещества. Наиболее опасными считают «семь бичей»: N02. бензол, пестициды, нитраты, полихлорированные дифенилы, содержащие группы СбН5 -СбН5. НС1.

Органические соединения, в том числе и пестициды, за высокую токсичность относят к особому классу загрязнителей - так называемые экотоксиканты.

Перечень и количество выбрасываемых в окружающую среду загрязняющих веществ чрезвычайно велики, по некоторым оценкам, до 400 тыс. наименований. Прежде всего наблюдению должны подлежать вещества, выброс которых носит массовый характер, и, следовательно, загрязнение ими повсеместно. Вот некоторые из них:

а) СО - угарный газ. Смесь СО. О2 (2. 1) взрывоопасна. Кровь, насыщенная СО, теряет способность

переносить О2 из легких тканей, что приводит к удушью. Сродство СО к гемотогену выше в 200 - 300 раз, чем у

б) СОС12 - фосген используется как сырье ПО «Пигмент». Это удушливый газ с запахом гнилых плодов, прелого сена,

температура кипения 27,9 °С. Горячей водой гидролизуется

СОС12 НОН -> С02 2НС1.

Отравления возможны при внезапных авариях (залповые выбросы).

Отравления носят массовый характер. Вызывает отек легких. Максимально переносимая концентрация - 4 мг/м 3 .

в) HCN - синильная кислота, содержится в воздухе помещений гальваностегий. ПДК - 0,3 мг/м 3 .

г) NH3 - амииак. Используется как хладокомпонент в холодильных установках и как удобрение. ПДК - 20 мг/м 3 .

д) NOx - оксиды азота. Образуются в продуктах сгорания различных азотосодержащих соединений. ПДК - 0,05 мг/м 3 .

е) S02 - один из основных ответчиков кислотных дождей. Порог запаха - 3. 6 мг/м 3 ; ПДК - 5 мг/м 3 .

ж) H2 S - сероводород, запах тухлых яиц. Чрезвычайно ядовит. ПДК - 10 мг/м 3 .

з) Тяжелые металлы и их соединения.

Загрязняющие вещества в экологии - полютанты.

Токсикологическая оценка полютантов производится по ГОСТ 12.1.007-76. «Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности». Согласно этому ГОСТу вещества делятся на 4 класса опасности: чрезвычайноопасные, высокоопасные, умеренноопасные, малоопасные.

Таким образом, все химические вещества представляют опасность человеку при их неумеренном использовании. Для отнесения веществ к тому или иному типу определяют показатель, значение которого соответствует наибольшей степени опасности.

В ГОСТ 12.1.005-88 (Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны) приведены ПДК более 1300 вредных веществ, а также характер их действия на организм.

ГОСТ 17.2.01-75 (Охрана природы. Атмосфера. Классификация выбросов по составу) делит все выбросы на 4 класса; газы и парообразные вещества, жидкие, твердые, смешанные

Обязательно следует контролировать и самые токсичные вещества, отличающиеся наиболее низким ПДК. Это позволяет сформировать список приоритетных загрязняющих веществ, которые следует определять в первую очередь.

Например, большинство нормируемых загрязняющих веществ для воздуха имеют ПДК в пределах 0,005 - 0,1 мг/м 3. В них попадают пентаоксид ванадия, неорганические соединения мышьяка (исключая мышьяковистый водород), хром (VI), некоторые органические вещества: ацетофенон, стирол и др. Для небольшого перечня веществ ПДК еще меньше: металлическая ртуть 0,0003, свинец и его соединения 0,0007, карбоникель 0,0005, бензапирен 0,000001 мг/м 3. Основное количество нормируемых веществ для воды водоемов имеют ПДК 0,1 - 1 мг/дм 3. Для многих токсичных веществ установлен ПДК 0,001 - 0,003 мг/дм 3. Это неорганические соединения селена, ртути, органические соединения - изомерные дихлорбензолы, тиофос. Небольшое число веществ - соединения бериллия, диэтилртуть имеют ПДК в пределах 0,0001 -0,0002 мг/дм 3. Для особенно опасных токсичных веществ, таких как растворимые соли сероводородной кислоты, активный хлор, N-нитрозоамины, в качестве норматива установлено полное отсутствие их в воде. В водоемах рыбохозяйственного значения в воде не допускается наличие еще ДДТ и других пестицидов.

^ 4. Чем опасно загрязнение биосферы тяжелыми металлами?

Многие металлы и сплавы, которыми пользуется человек, неизвестны природе в чистом виде, и, хотя они в какой – то мере подвластны утилизации и вторичному употреблению, часть их рассеивается, накапливаясь в биосфере. Проблема загрязнения природной среды в полный рост встала после того, как в XX в. человечество существенно расширило количество используемых металлов, стало изготавливать синтетические волокна, пластмассы и другие вещества, не только не известные природе, но вредные для биосферы. Эти вещества (количество и разнообразие которых постоянно растет) после их использования не поступают в природный кругооборот. Отходы производственной деятельности все больше загрязняют литосферу, гидросферу и атмосферу Земли. Адаптационные механизмы биосферы не могут справиться с нейтрализацией увеличивающегося количества вредных для ее нормального функционирования веществ, и естественные системы начинают разрушаться.

Известны основные источники загрязнения – автомобили, промышленность, теплоэлектростанции. Выявлены и изучены важнейшие загрязнители – окись углерода, соединения свинца, асбестовая пыль, углеводороды, ртуть, кадмий, кобальт и другие металлы и соединения.

Особенно острая ситуация сложилась в крупных городах, где объемы твердых отходов резко возрастают, достигая 1 т. в год на одного жителя. Сжигание городского мусора, содержащего значительные количества компонентов, которые не подвергаются минерализации в почве (стекло, пластмасса, металл), приводит к дополнительному загрязнению атмосферного воздуха, которое и так, как правило, превышает по большинству агентов предельно допустимые концентрации (ПДК).

Город с населением 1 млн. человек выбрасывает ежегодно в атмосферу 10 млн. т водяного пара, 2 млн. т газов (S02, C02, N02 и т.д.). Примерно 20 тыс. т пыли и 150 т тяжелых металлов (Pb, Zn, Cd и т.д.).

Наибольшему загрязнению подвержена атмосфера со стороны свинца. До 72,3 % от общего количества выбросов свинца принадлежит продуктам сгорания бензина, содержащего в качестве антидетонатора топлива РЬ(С2 Н5 )4 .

В почву ежегодно попадает 250 тыс. т свинца. Городская пыль содержит до 1 %; дождь и снег до 300 мг/дм 3. Содержание свинца в крови современного человека в 100 раз больше, чем у первобытного. ПДК - 5 • 10 _3 мг/м 3 .

Влияние хозяйственной деятельности человека на биосферу огромно. Технический прогресс вызвал к жизни массу новых факторов (новые химические вещества, различные виды радиации и т.д.), перед которыми человек как представитель биологического вида практически беззащитен. У него нет эволюционно выработанных механизмов защиты от их воздействия. (Царегородцес Г.И. Социально-гигиенические проблемы научно технического прогресса //Диалектика в науке о природе и человеке. Т.4. М. 1983).

Многие заболевания человека являются следствием эволюционного развития, результатом формирующего влияния природных факторов. Резкое изменение этих условий в современную эпоху, наличие физических и химических факторов, с которыми организм человека никогда в ходе эволюции не взаимодействовал, может привести к тому, что механизмы биологической и социальной адаптации окажутся не в состоянии работать.

Получено много данных о роли загрязнения природной среды в возникновении различных заболеваниях. Загрязнения воздуха в промышленных центрах, по заключению экспертов Всемирной организации здравоохранения, - главная причина распространения хронических бронхитов, катаров верхних дыхательных путей, пневмонии, эмфиземы и одна из причин, вызывающих рак легких.

Исполнительный директор программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП), созданной после проведения в 1972 году конференции ООН по окружающей среде, М. Толба пишет: «Периоды действия различных канцерогенных загрязнителей окружающей среды на человека все время удлинялись, и сейчас специалисты полагают, что в 60-90% случаев можно усмотреть прямую или косвенную связь между раком и окружающей средой. Канцерогенные факторы содержатся в воздухе, воде, производственных материалах, пищевых продуктах, табачных изделиях» (когда речь идет о пищевых продуктах, имеются в виду прежде всего различные пищевые добавки). «Известно, что многие химические вещества являются канцерогенами; в этой роли выступают, по-видимому, даже медикаменты» ( Толба М. Человек и окружающая среда: причины и следствия / / Здоровье мира. – 1978. ).

Нужно отметить различные профессиональные заболевания, связанные с работой в загрязненной среде, потому что от загрязняющих веществ, страдают в первую очередь те, кто их непосредственно производит.

Получены настораживающие данные о влиянии загрязнения природной срдеы на генетический аппарат человека. В местах с высокой степенью загрязненности стали появляться на свет так называемые «желтые дети», страдающие врожденной желтухой.

Загрязнение природной среды привело к появлению новых заболеваний, таких, как болезнь минамата, вызванная отравлением ртутью, и болезнь итаи-итаи от отравления кадмием.

Иногда трудно проследить, в какой степени следует винить природную среду, скажем, в росте числа психических, сердечно-сосудистых заболеваний, сокращении продолжительности жизни и т.д. нельзя все переложить на природную среду, однако последняя вносит свой вклад. Хотя кажется, что человек привык, скажем, к напряженному ритму городской жизни, переуплотненности, но это, в конечном счете, способствует стрессовым ситуациям и болезням.

Обычно говорят о загрязнении почвы, воды воздуха, растительных и животных организмов, однако, что в конечном счете это отражается на человеке. Темпы роста отрицательных последствий человеческой деятельности ставят под сомнение не только способность природы справиться с ними, но и адаптационные возможности человека.

Список используемой литературы:

Экология: Учеб. Для вузов / Н.И. Николайкин, Н.Е. Николайкина, О.П. Мелехова. – 2-е изд. перераб. и доп. – М. Дрофа, 2003. – 624 с. ил

Общая экология: Учеб. Пособие/ С.С.Маглыш. – М12 Гродно: ГрГУ, 2001. – 111 с.

Экология: Учеб. Пособие/ М.И.Лебедева, И.А.Анкудимова – Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2002. 80 с.