Во-вторых, замена естественных материалов на синтетические приводит к целому ряду непредвиденных последствий. В биологические циклы включается большой перечень синтетических соединений, не свойственных целинным природным средам. Например, если в водоем попадает мыло, основой которого являются природные соединения – жиры, то вода самоочищается. Появление же в воде синтетических моющих средств, содержащих фосфаты, приводит к размножению синезеленых водорослей и гибели водоема.

Многие химические соединения способны передаваться по пищевым цепям и накапливаться в живых организмах, увеличивая тем самым химическую нагрузку на организм человека.

Под химической нагрузкой понимается общее количество вредных и токсичных веществ, которые попадают в организм человека за время его жизни.

В табл. 1 приведены данные о химической нагрузке на одного жителя России.

Таблица 1

Химическая нагрузка на одного жителя России за время его жизни

Основные источники загрязнений

Предприятия химической и нефтехимической промышленности являются основными источниками целого ряда разнообразных токсичных веществ. К ним в первую очередь следует отнести органические растворители, амины, альдегиды, хлор, оксиды серы и азота, соединения фосфора, ртути.

При сернокислотном производстве происходит выброс сернистого газа (SO2) и других соединений серы. Заводы по производству азотных удобрений в сутки выбрасывают 2–5 т оксидов азота. Загрязнение воздуха оксидами азота неизбежно при производстве анилиновых красителей, вискозы. Предприятия по производству пестицидов, органических красителей, соды, соляной и уксусной кислот загрязняют окружающую среду хромом. Шинная промышленность выбрасывает в атмосферу стирол, толуол, ацетон.

Основными источниками загрязнения нефтью и нефтепродуктами почв и поверхностных вод являются нефтепромыслы на суше и континентальном шельфе. Общая масса нефтепродуктов, ежегодно попадающих в моря и океаны, оценивается в 5–10 млн т. Нефтепродукты, попадая в воду, наносят серьезный ущерб живым организмам. При концентрации 0,05–1,0 мг/л в водоеме погибает планктон, а при 10–15 мг/л – взрослые рыбы.

Цветная металлургия – второй после теплоэнергетики загрязнитель биосферы диоксидом серы. В процессе обжига и переработки сульфидных руд, цинка, меди, свинца и некоторых других металлов в атмосферу выбрасываются газы, содержащие 4–10% диоксида серы (SO2), a также трихлорид мышьяка, хлорид и фторид водорода и другие токсические соединения.

Изменения в литосфере

Литосфера — это верхняя твердая оболочка Земли. В результате взаимодействия геологических, климатических, биохимических факторов верхний тонкий слой литосферы превратился в особую среду – почву, где происходит значительная часть обменных процессов между живой и неживой природой.

Неразумная хозяйственная деятельность человека привела к уничтожению плодородного слоя почвы, ее загрязнению, изменению состава. Различают несколько видов изменения состава почв.

Интенсивная деградация почв — ухудшение свойств почвы под влиянием хозяйственной деятельности человека (неправильная агротехника; многоразовая вспашка; загрязнение пестицидами, отходами промышленных предприятий, содержащими яды свинца и ртути, радиоактивные изотопы; истощение; засоление).

Эрозия почвы — разнообразные процессы разрушения почв (ветровая, водная и антропогенная). Из-за ветровой и водной эрозии, засоления и других причин в мире ежегодно теряется 5–7 млн га пашен. Только ускоренная эрозия почвы за последнее столетие повлекла за собой потерю 2 млрд га плодородных земель.

Опустынивание — деградация земель, вызванная как деятельностью человека (антропогенными причинами), так и природными факторами и процессами; характеризуется иссушением земли, увяданием растительности, снижением связанности почвы, в результате чего становится возможной быстрая ветровая эрозия и образование пылевых бурь.

По оценкам ООН, опустынивание в перспективе может затронуть более миллиарда человек и около трети всех земель, использующихся в сельскохозяйственных целях. Опустынивание относится к трудно компенсируемым последствиям, так как на восстановление одного условного сантиметра плодородного почвенного покрова требуется в среднем от 70 до 150 лет.

Кроме промышленности, транспорта и сельского хозяйства, источниками загрязнения почвы являются жилые дома и бытовые предприятия. Загрязняющими веществами являются бытовой мусор, пищевые отходы, фекалии, строительный мусор, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода, мусор и т. д.

Изменения в атмосфере

Атмосфера Земли представляет собой механическую смесь газов. Сухой воздух вблизи поверхности Земли, если удалить из него влагу и частицы пыли, в своем объеме содержит 78,09% азота, 20,95% кислорода, 0,93% аргона, 0,03% углекислого газа, и всего лишь 0,01% приходится на долю всех остальных газов: водорода, гелия, криптона, ксенона, радона, закиси азота, йода, водяного пара, озона, метана и др. (табл. 2).

Таблица 2

Состав атмосферы вблизи поверхности земли (норма)

Загрязнение атмосферы выражается в недостатке кислорода, высоком уровне шумов, кислотных осадках, разрушении озонового слоя (основного поглотителя ультрафиолетового излучения Солнца).

Ежеминутно промышленные предприятия, тепловые электростанции (ТЭЦ), автотранспорт сжигают огромное количество топлива, что приводит к непрерывному повышению содержания двуокиси углерода в атмосфере, они же являются виновниками выбросов в атмосферу оксидов азота, соединений серы.

По данным ЮНЕП, в атмосферу ежегодно выделяется до 25 млрд т загрязняющих веществ: диоксид серы и частиц пыли – 200 млн т/год; оксиды азота (NxОу) – 60 млн т/год; оксиды углерода (СО и СО2) – 8000 млн т/год; углеводороды (СхНу) – 80 млн т/год.

Изменения состояния гидросферы

Истощение водных ресурсов обусловлено увеличением потребления воды промышленными предприятиями, сельским хозяйством, коммунальными предприятиями, что в свою очередь влечет массированное загрязнение источников. Все виды загрязнений в конечном итоге влияют на состояние Мирового океана.

Кроме нефти и нефтепродуктов основными загрязнителями поверхностных вод являются детергенты — синтетические моющие средства, которые все шире применяются в промышленности, на транспорте, в коммунально-бытовом хозяйстве. Значительный вред водной среде и населяющим ее организмам причиняет загрязнение водоемов свинцом и его соединениями.

Расширенное производство и использование пестицидов обуславливает сильное загрязнение водных объектов этими соединениями. Наряду с пестицидами сельскохозяйственные стоки содержат значительные количества веществ, внесенных на поля с удобрениями (соединения азота, фосфора, калия).

В водоемы поступает свыше 500 тыс. различных веществ. Тяжелые металлы (свинец, ртуть, цинк, медь, кадмий) активно накапливаются в донных отложениях, водорослях, тканях рыб. Известны случаи массовых отравлений людей этими металлами при употреблении рыбы, использовании воды.

Большую опасность представляют загрязнения вод радиоактивными веществами.

Резкое ухудшение санитарно-гигиенических показателей качества воды связано с термическим загрязнением , то есть с изменением температурного режима водоемов под влиянием промышленных стоков. Больше всего загрязняющей теплоты производят электростанции, сталепрокатные цеха, нефтеочистные, химические и целлюлозно-бумажные предприятия.

Грунтовые (подземные) воды — основной ресурс питьевой воды в мире. В отличие от поверхностных вод, которые можно «реанимировать» при помощи очистных сооружений, грунтовые воды включены в иной гидрологический цикл и очищены быть не могут. Бо́льшая часть грунтовых вод подпитывается осадками, которые просачиваются в почву. На качество грунтовых вод могут оказывать влияние многие виды человеческой деятельности.

Источниками загрязнения подземных вод являются: использование удобрений и пестицидов, септические отстойники и выгребные ямы, канализационные системы, санитарные поля фильтрации и мусорные свалки, скважины, колодцы, подземные трубопроводы, промышленные отходы, поверхностные разливы различных веществ, утилизация соляных растворов и отходов добывающей промышленности, могильники и кладбища.

Уровень промышленной безопасности предприятий

На территории России расположено более 24 тыс. предприятий, выбрасывающих вредные вещества в атмосферу и водоемы. Из них 33% выбросов дают предприятия металлургии, 29% – энергетические объекты, 7% – предприятия химической промышленности, 8% – объекты угольной промышленности. Более половины выбросов в атмосферу приходится на транспорт. Ежегодно в России улавливается и обезвреживается лишь 76% общего количества вредных веществ, 82% сбрасываемых вод не подвергается очистке, поэтому качество вод основных рек на территории России оценивается как неудовлетворительное.