Атомарный кислород с молекулярным кислородом дают озон. Казалось бы, последний, окисляя оксид азота, должен снова превращаться в молекулярный кислород, а оксид азота - в диоксид. Но этого не происходит. Оксид азота вступает в реакции с олефинами выхлопных газов, которые при этом расщепляются по двойной связи и образуют осколки молекул и избыток озона. В результате продолжающейся диссоциации новые массы диоксида азота расщепляются и дают дополнительные количестве озона. Возникает циклическая реакция, в итоге которой в атмосфере постепенно накапливается озон. Этот процесс в ночное время прекращается. В свою очередь озон вступает в реакцию с олефинами. В атмосфере концентрируются различные перекиси, которые в сумме и образуют характерные для фотохимического тумана оксиданты. Последние являются источником, так называемых свободных радикалов, отличающихся особой реакционной способностью. Такие смоги - нередкое явление над Лондоном, Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком и другими городами Европы и Америки. По своему физиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны для дыхательной и кровеносной системы и часто бывают причиной преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем.

Проблема контролирования выброса в атмосферу загрязняющих

веществ промышленными предприятиями (ПДК)

Приоритет в области разработки предельно допустимых

концентраций в воздухе принадлежит СНГ. ПДК - такие концентрации, которые на человека и его потомство прямого или косвенного воздействия, не ухудшают их работоспособности, самочувствия, а также санитарно-бытовых условий жизни людей. Обобщение всей информации по ПДК, получаемой всеми ведомствами, осуществляется в ГГО - Главной Геофизической Обсерватории. Чтобы по результатам наблюдений определить значения воздуха, измеренные значения концентраций сравнивают с максимальной разовой предельно допустимой концентрацией и определяют число случаев, когда были превышены ПДК. а также во сколько раз наибольшее значение было выше ПДК. Среднее

значение концентрации за месяц или за год сравнивается с ПДК длительного действия - среднеустойчивой ПДК. Состояние загрязнение воздуха несколькими веществами, наблюдаемые в атмосфере города, оценивается с помощью комплексного показателя - индекса загрязнения атмосферы (ИЗА). Для этого нормированные на соответствующее значения ПДК и средние концентрации различных веществ с помощью несложных расчетов приводят к величине концентраций сернистого ангидрида, а затем суммируют. Максимальные разовые концентрации основных загрязняющих веществ были наибольшими в Норильске (оксиды азота и серы), Фрунзе (пыль), Омске (угарный газ).

Степень загрязнения воздуха основными загрязняющими веществами находится в прямой зависимости от промышленного развития города. Наибольшие максимальные? концентрации характерны для городов с численностью населения более 500 тыс. жителей. Загрязнение воздуха специфическими веществами зависим от вида промышленности, развитой в городе. Если в крупном городе размешены предприятия нескольких отраслей промышленности, то создается очень высокий уровень загрязнения воздуха, однако проблема снижения выбросов многих специфических веществ до сих пор остается нерешенной.

Поражение лесов России промышленными загрязнениями

Промышленные выбросы наносят большой урон лесам России. Наиболее обширные участки леса России, пораженные промышленными выбросами, находятся в районах городов Братска, Дзержинска, Мончегорска, Усть-Ильминска, Шелехова. В Западной Европе И Северной Америке кислотные осадки, образуемые из выделяемых в атмосферу оксидов серы и азота, хлора и других газов, уже привели к массовой гибели лесов в этих регионах.

Основные токсиканты промышленных выбросов в атмосферу – диоксид серы, оксид азота, аммиак. Выбросы этих газов, а также пыли, содержащей тяжелые металлы (Zn0, РЬО, Fе₂0₃, А1₂0₃), вызывают значительные повреж­дения леса вблизи металлургических заводов, а в случае образования устой­чивых дымовых шлейфов — значительное сокращение площади древостоев и отмирание видов нижнего яруса в соседних районах.

Некоторые зимне-зеленые хвойные, например пихта, ель, сибирский недр и сосна, весьма чувствительны к загрязнению атмосферы и реагируют ми них ослаблением прироста и уменьшением продолжительности жизни мши. Из лиственных деревьев наиболее сильно страдают жестколистные виды — дуб, бук, граб и др. Более устойчивы мягколистные виды — береза, осина, ольха и др.

Если слишком высокое или, наоборот, недостаточное наличие обычных содержащихся в чистом воздухе составных частей (С0₂, 0₂ и др.) приводит к замедлению или даже остановке определенных процессов обмена веществ и тем самым к задержке роста, то наличие в воздухе чужеродных веществ, токсически действующих уже в малых дозах (пестициды, HF, S0₂), быстро вызывает биохимические и физиологические нарушения, повреждение ци­топлазмы или отмирание клеток, органов, иногда всего организма.

Визуально различимые симптомы поражения листьев атмосферными токсикантами проявляются у разных видов по-разному и зависят от концен­трации, продолжительности действия и токсичности загрязняющих веществ. 15 большинстве случаев эти признаки поражения проявляются в виде верху­шечного и краевого хлороза (пожелтения) или некроза (отмирания) листьев, сворачивания или гофрированности листовой пластинки, реже — рассеян­ных по листовой пластинке некротических точек или пятен, общего потем­нения, потери тургора, прочности, устойчивости стеблей и стволов и преж­девременного опадения листьев.

Устойчивость растений к антропогенному загрязнению уменьшается в трудных условиях местообитания — при произрастании в неблагопри­ятных климатических условиях, на бедных почвах, на переувлажненных или слишком сухих почвах, при воздействии других антропогенных факторов — уплотнения почвы, уничтожения скотом наземного яруса и под роста и т. п.

Для посадок в городах, промышленных центрах и вблизи них использу­ют деревья и кустарники, обладающие большой газоустойчивостью (растения, способные переносить относительно высокие концентрации вредных для них газов в воздухе). Концентрируя эти газы в своих тканях, растения способствуют очистке воздуха. К таким деревьям и кустарникам относятся, например, лох, вяз, клен, жимолость, бересклет.

Загрязнения водных экосистем промышленными и бытовыми

отходами

Эксперты ООН подсчитали, что из-за отсутствия чистой питьевой воды условий для элементарной гигиены в странах Азии, Африки и Латинской Америки от желудочных заболеваний страдает 1 млрд. человек и каждый год умирает 25 млн. человек. Проблема чистой воды наиболее остро стоит в промышленно развитых странах, в которых многие водоисточники настолько загрязнены, что стали губительными для растительного и животного мира и опасными для здоровья и жизни людей.

Например, из реки Рейн ежегодно выносится в Северное море более 20 млн. т отходов промышленного производства, а на дне реки Потомак в США слой отложившихся отбросов достигает 3 м. В России вода рек Москва, Клязь­ма, Ока, Волга, Кубань, Дон, Днепр, Печора, Иртыш и других оценивается как «грязная» и «чрезвычайно грязная».

Основными источниками загрязнения природных вод являются промыш­ленные, коммунальные и городские сточные воды, «тепловое загрязнение», радиоактивные отходы, загрязненные атмосферные осадки, отходы водного транспорта, химизация сельского хозяйства, сточные воды животноводчес­ких хозяйств, продукты распада цианобактерий, эвтрофирование водоемов, молевой сплав леса. Наиболее загрязнены промышленные стоки таких от­раслей, как нефтеперерабатывающая, химическая, мыловаренная, целлю­лозно-бумажная, текстильная, металлургическая, газодобывающая.

Почти все промышленные сточные воды загрязнены нефтепродуктами. Большую опасность представляют фенольные соединения, находящиеся и сточных водах химических предприятий. Обладая сильными антисептичес­кими свойствами, они нарушают биологические процессы в воде, придают ей резкий, неприятный запах. Сточные воды предприятий по производству пестицидов, электрохимической промышленности, рудообогатительных фабрик содержат значительные количества цинка и меди. Появившиеся I последние годы в сточных водах некоторых производств синтетические по­верхностно-активные вещества (СПАВ), которые обычно содержатся в соста­ве моющих средств, резко ухудшают биохимическую очистительную способ­ность воды. Даже при небольших концентрациях СПАВ в воде, прекращает­ся рост водной растительности, образуются стойкие скопления пены.

Коммунальные стоки кроме фекальных вод содержат значительное ко­личество вредных соединений от использования химических веществ в быту, а также от предприятий пищевой промышленности. Наличие в коммуналь­ных стоках болезнетворных микробов и вирусов, а также яиц гельминтов делает их особенно опасными для здоровья людей. Городские поверхностные стоки несут загрязнения от выхлопов городского транспорта и едкие соли, используемые в городах для таяния льда и уплотненного снега.

«Тепловое загрязнение» воды вызывается тепловыми и атомными элек­тростанциями, которые используют для охлаждения огромные объемы Воды, возвращая ее затем в водоемы в подогретом виде. В результате повы­шения температуры воды усиливается ее испарение. Усиленный рост водной растительности приводит к накоплению органического вещества, а его последующее разложение — к дальнейшей минерализации и уменьшению количества растворенного кислорода. Все это отрицательно сказывается на модных организмах.

Загрязнения из атмосферы в виде кислотных дождей выпадают на поверхность Земли и наносят большой ущерб флоре и фауне. Причина образования кислотных осадков — растворение в атмосферной влаге промышлен­ных выбросов S0₂, НС1, NO₂ и др.

Тяжелые металлы

Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк) относятся к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Они широко применяются в различных промышленных производствах поэтому, несмотря на очистные мероприятия содержание соединения тяжелых металлов в промышленных сточных водах довольно высокое. Большие массы этих соединений поступают в океан через атмосферу. Для морских биоценозов наиболее опасны ртуть, свинец и кадмий. Ртуть переносится в океан с материковым стоком и через атмосферу. При выветривании осадочных и изверженных пород ежегодно выделяется 3,5 тыс. т. ртути. В составе атмосферной пыли содержится около 12 тыс. т, ртути, причем значительная часть - антропогенного происхождения.

Около половины годового промышленного производства этого металла(910 тыс. т./год.) различными путями попадает в океан. В районах, загрязняемых. промышленными водами, концентрация ртути в растворе и взвесях сильно повышается. При этом некоторые бактерии переводят хлориды в высокотоксичную метилртуть. Заражение море- продуктов неоднократно приводило к ртутному отравлению прибрежного населения. К 1977 году насчитывалось 2800 жертв болезни Миномата, причиной которой послужили отходы предприятий по производству хлорвинила и ацетальдегида, на которых в качестве катализатора использовалась хлористая ртуть. Недостаточно очищенные сточные воды предприятий поступали в залив Миномата. Свинец - типичный рассеянный элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: в горных породах, почвах, природных водах, атмосфере, живых организмах. Наконец, свинец активно рассеивается в окружающую среду в процессе хозяйственной деятельности человека. Это выбросы с промышленными и бытовыми стоками с дымом и пылью промышленных предприятий, с выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания. Миграционный поток свинца с континента в океан идет не только с речными стоками, но и через атмосферу. С континентальной пылью океан получает (20-30) *10 ^3 т свинца в год.

Химизация сельского хозяйства в результате усиленного использования минеральных удобрений и пестицидов для борьбы с сорняками, вредителя­ми и болезнями приводит к сильному загрязнению водоемов. Наибольшее загрязнение водоисточников наблюдается в районах орошаемого земледелия, т. к. оно дает большие возвратные стоки, которые не только загрязнены удобрениями и пестицидами, но и сильно минерализованы.

Из внесенных удобрений в водоисточники попадает около 20% азота, 25% фосфора и 30% калия. В связи с этим сельское хозяйство является основным загрязнителем водных объектов биогенными элементами.

Синтетические поверхностно - активные вещества

Детергенты (СПАВ) относятся к обширной группе веществ, понижающий поверхностное натяжение воды. Они входят в состав синтетических моющих средств (СМС), широко применяемых в быту и промышленности. Вместе со сточными водами СПАВ попадают в материковые воды и морскою среду. СМС содержат полифосфаты натрия, в которых растворены детергенты, а также ряд добавочных ингредиентов, токсичных для водных организмов: ароматизирующие вещества, отбеливающие реагенты (персульфаты, пербораты), кальцинированная сода, карбоксиметилцеллюлоза, силикаты натрия). В зависимости от природы и стриктуры гидрофильной части молекулы СПАВ делятся на анионактивные, катионоактивные, амфотерные и неионогенные. Последние не образуют ионов в воде. Наиболее распространенные среди СПАВ являются анионактивные вещества. На их долю приходится более 50% всех производимых в мире СПАВ.

Присутствие СПАВ в сточные водах промышленности связано с использованием их в таких процессах. Как флотационное обогащение руд, разделение продуктов химических технологий, получение полимеров улучшение условий бурения нефтяных и газовых скважин борьба с коррозией оборудования. В сельском хозяйстве СПАВ применяется в составе пестицидов.

Стоки животноводческих хозяйств являются существенным источником загрязнения. Для облегчения водопоя животноводческие фермы обычно располагаются по берегам водоемов или вблизи них. При отсутствии, плохом состоянии или переполнении жижесборников и навозохранилищ отходы смываются ливневыми стоками или спускаются в водоисточники. Отходы животноводческих ферм опасны тем, что в них содержатся яйца гельминтов и патогенные микроорганизмы, являющиеся источником заболеваний.

Сброс отходов в море с целью захоронения

Многие страны, имеющие выход к морю, производят морское захоронение различных материалов и веществ, в частности грунта, вынутого при дноуглубительных работах, бурового шлака, отходов промышленности, строительного мусора, твердых отходов, взрывчатых и химических веществ, радиоактивных отходов. Объем захоронений составил около 10 % от всей массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан. Основанием для дампинга в море служит возможность морской среды к переработке большого количества органических и неорганических веществ без особого ущерба воды. Однако эта способность не беспредельна. Поэтому дампинг рассматривается как вынужденная мера, временная дань общества несовершенству технологии. В шлаках промышленных производств присутствуют разнообразные органические вещества и соединения тяжелых металлов. Бытовой мусор в среднем содержит (на массу сухого вещества) 32-40% органических веществ; 0,58% азота; 0,44% Фосфора; 0,155% цинка; 0,085% свинца; О,001% ртути; 0,001% кадмия. Во время сброса прохождении материала сквозь столб воды, часть загрязняющих веществ переходит в раствор, изменяя качество воды, другая сорбируется частицами взвеси и переходит в донные отложения. Одновременно повышается мутность воды. Наличие органических веществ часто приводит к быстрому расходованию кислорода в воде и нередко к его полному исчезновению, растворению взвесей, накоплению металлов в растворенной форме, появлению сероводорода, Присутствие большого количества органических веществ создает в грунтах устойчивую восстановительную среду, в которой возникает особый тип иловых вод, содержащих сероводород, аммиак, ионы металлов.

Воздействию сбрасываемых материалов разной степени подвергаются организмы бентоса и др. В случае образования поверхностных пленок, содержащих нефтяные углеводороды и СПАВ, нарушается газообмен на границе воздух-вода.

Загрязняющие вещества, поступающие в раствор, могут аккумулироваться в тканях и органах гидробионтов и оказывать токсическое воздействие на них. Сброс материалов дампинга на дно и длительная повышенная мутность приданной воды приводит к гибели от удушья малоподвижные формы бентоса. У выживших рыб, моллюсков и ракообразных сокращается скорость роста за счет ухудшения условий питания и дыхания. Нередко изменяется видовой состав данного сообщества. При организации системы контроля за сбросами отходов в море решающее значение имеет определение районов дампинга определение динамики загрязнения морской воды и донных отложений. Для выявления возможных объемов сброса в море необходимо проводить расчеты всех загрязняющих веществ в составе материального сброса.