Антропогенний вплив на навколишнє середовище і основні принципи нормування допустимих рівнів впливу

Антропогенний вплив на навколишнє середовище і основні принципи нормування допустимих рівнів впливу

Негативний вплив суспільства на природне навколишнє середовище внаслідок господарської діяльності називають антропогенним. З грецької його дослівно можна перекласти як вплив, породжений людиною. Таких впливів є безмежна кількість. Вони відрізняються обсягами, характером, інтенсивністю, величиною, рівнем шкоди навколишньому середовищу та здоров'ю людей. При цьому всі їх прояви зводяться до чотирьох форм негативної Дії [8, 38].

1. Зміна компонентного  складу біосфери, кругообігу речовин  у природі

(Видобуток мінеральної  сировини, нагромадження відходів, викиди та скиди забруднювальних  речовин у повітряне та водне  середовища).

Основним тут є викиди забруднювальних речовин у природне середовище. Під забрудненням навколишнього середовища розуміють надходження у біосферу твердих, рідких і газоподібних речовин або енергії (тепла, шуму, радіоактивних речовин) у кількостях, що безпосередньо чи опосередковано шкідливо впливають на людину, тварин і рослини. Прямими об'єктами забруднення (акцепторами) є основні компоненти природного середовища — атмосфера, вода, ґрунти, надра, тваринний і рослинний світ.

Розрізняють такі види забруднень:

— інгредіентне забруднення — пов'язане з надходженням у природне середовище речовин, ворожих природним біогеоценозам;

— параметричне забруднення — пов'язане зі зміною якісних параметрів навколишнього середовища (підвищення рівнів шуму, радіації тощо);

— біоценотичне забруднення — пов'язане із зміною структурних параметрів популяцій;

— стаційно-деструкційне забруднення — полягає у деструктивному впливові на ареали існування популяцій у результаті використання природних ресурсів.

У територіальному аспекті забруднення поділяють на локальні, регіональні, глобальні. За силою та характером дії на навколишнє середовище забруднення бувають фонові, залпові, постійні, катастрофічні. За джерелами виникнення забруднення поділяють на промислові, транспортні, сільськогосподарські, побутові.

За походженням забруднення поділяють на:

— фізичне — це зміни теплових, електричних, радіаційних, світлових полів у природному середовищі, шуми, вібрації, спричинені людиною;

— механічне — забруднення твердими частками та предметами;

— хімічне — пов'язане з надходженням твердих, газоподібних чи рідких речовин штучного походження, що порушують процеси кругообігу речовин та енергії;

— біологічне — забруднення біологічними істотами (збудниками СНІДу, атипової пневмонії, хвороби легіонерів) або катастрофічне розмноження рослин чи тварин, переселених з одного середовища в інше людиною або випадково;

— термічне — при скиданні у водойми нагрітої води;

— радіоактивне — пов'язане з надходженням у навколишнє середовище штучних ізотопів.

Джерелами забруднювальних речовин є промислові підприємства, об'єкти паливно-енергетичного комплексу, а також викиди комунально-побутового господарства, транспорту. Значної шкоди природі завдають викиди в атмосферу і скиди стічних вод металургійних, металообробних і машинобудівних заводів. Дуже небезпечні стічні води хімічної, целюлозно-паперової, харчової, деревообробної, нафтохімічної промисловостей, викиди теплових електростанцій, хімічні речовини, що використовуються у сільському господарстві. Автомобільний транспорт є основним джерелом забруднення важкими металами і токсичними вуглеводнями. Зростання обсягів морських перевезень, насамперед збільшення потоків нафтоперевезень, нарощування видобутку корисних копалин у шельфі Світового океану призвело до забруднення морів і океанів.

У країнах Європейського Союзу всі відходи поділяють на три категорії:

— "зелені" — безпечні;

— "жовті" — шкідливі, на скидання котрих потрібно отримати спеціальний дозвіл;

— "червоні" — дуже небезпечні, які знаходять під суворим контролем.

2. Зміна структури земної поверхні

(Розорювання земель, вирубування  лісів, виконання меліоративних  заходів, створення штучних водойм, зміни режиму стоку поверхневих  вод, урбанізація, видобуток корисних  копалин тощо). Епоха бурхливого  промислового розвитку ознаменувалася виникненням досі не відомого антропогенного феномена — кислотних дощів, тобто опадів з великим вмістом сірчаної кислоти з домішками кислоти азотної. Кислотними називають опади, рН яких нижче від 5,6. їх джерело в атмосфері — гази з вмістом сполук сірки і азоту. Вони потрапляють до атмосфери як природним шляхом, так і в результаті господарської діяльності людини. Природними донорами двоокисів сірки, азоту є руйнування органічних речовин (ЗО—40 млн т за рік), виверження вулканів, грозові розряди, що супроводжуються переходом молекулярних кисню і азоту до плазмового стану й утворення оксидів азоту, лісові пожежі тощо. Проте вагомішим є антропогенний чинник — спалювання вугілля, яке дає 70 % викидів двоокису сірки, нафтопродуктів, їх переробка, металургійні процеси, промисловість, викиди підприємств, що виробляють сірчану кислоту. Внаслідок кислотних дощів закислюються ґрунти, прісні води, підвищується мобільність важких металів, кальцію та ін.

Кислотні дощі породжуються потраплянням в атмосферу оксидів сірки й азоту в результаті спалювання високосірчаного вугілля на теплових електростанціях і промислових об'єктах. Вони випадають на значній відстані (до 1000 км) від джерела первинного викиду. Світові викиди сірки й азоту становлять майже 300 млн т, зокрема у Європі — 65—70 млн т.

Складною проблемою, особливо у засушливих районах планети, стали аридизація і опустелювання. Аридизація — це процеси зменшення зволоженості значних територій і, як наслідок, зниження біологічної продуктивності ґрунтово-рослинних екологічних систем. Нині це, зокрема, часті засухи на великих територіях Африки, Південно-Східної і Південної Азії, ряду країн Південної Америки. Відбуваються ці процеси на загальному фоні подальшого загострення продовольчої та енергетичної проблем. їх поглиблюють також примітивне землеробство, нераціональне використовування пасовищ, хижацька експлуатація величезних територій, які обробляються без жодної сівозміни або агротехнічного догляду за ґрунтом.

Опустелювання — втрата місцевістю рослинності як природної, так і штучної, що може виявлятися також у формі погіршення якості ґрунтів з неможливістю їх відновлення без участі людини. Це відбувається у результаті природних змін і антропогенних факторів. Щороку площі пустель зростають на 60 тис. км2, що дорівнює площі двох Бельгій. Нині площі антропогенних пустель становлять 9115 тис. км2. Це майже 7 % суші, а під загрозою опустелювання ще 30 млн км2.

Вперше, у 1968—1973 рр., цього процесу зазнали території на південь від Сахари, що призвело до голоду серед місцевого населення, а також райони Аральського моря, яке практично на сьогодні висохло.

Загострюються проблеми, пов'язані з використанням ресурсів Світового океану. В морях і океанах масштабними стали видобуток нафти (600 тис. т її потрапляє в океани) і газу, кольорових металів, будівельної і хімічної сировини. Морське рибальство нині дає до 90 млн т риби щороку, а її неконтрольований вилов у деяких регіонах призвів до виснаження цих морересурсів. Дуже небезпечні аварії нафтоналивних танкерів, а також практика поховання токсичних і радіоактивних відходів на морському дні.

Погіршення екологічної ситуації у ряді регіонів світу, деградація умов існування та розмноження призвели до знищення рослинного і тваринного світу. За історичний період на Землі зникло 94 види птахів, 63 види ссавців, причому, зникнення 86 % перших і 75 % других безпосередньо пов'язане з господарською діяльністю людини.

3. Зміна енергетичного  балансу планети і буферних  властивостей Землі.

За останні 100 років людство збільшило у понад тисячу разів обсяги використання енергії. Внаслідок спалювання палива частка вуглекислого газу в атмосфері зросла на 25—30 %, що може у майбутньому призвести до підвищення середньої температури на 1,5—2 °С. Це спричинить так зване явище парникового ефекту, коли ефективне випромінювання Землі буде меншим, ніж отримання планетою сонячної радіації. Збільшення в атмосфері вуглекислого газу та парів води порушує тепловий баланс Землі. Нагрівання атмосфери у глобальному масштабі на 2—4 °С призведе до танення полярних льодовиків, внаслідок чого підвищиться рівень океану приблизно на 20 м і затопиться значна частина суші.

Останнім часом неабияке занепокоєння у світі викликає проблема озонових дірок — локального зменшення частки озону в озоновому шарі Землі. Озоносфера є шаром розрідженого озону на висоті 10—50 км, який поглинає шкідливе ультрафіолетове випромінювання. Основна маса озону розташована на висоті Ібг— 45 км з максимумом концентрації на висоті 20—25 км. Зменшення озону в деяких регіонах (Антарктиді, Ісландії) призводить до збільшення потрапляння УФВ, що шкідливо впливає на життєдіяльність живих організмів. Наприклад, збільшення УФВ на 10 % призводить до зростання кількості захворювань на рак шкіри на 300 тисяч випадків.

Досі припускали, що на масу озону впливають атомні вибухи, польоти ракет і висотних літаків. Проте встановлено, що причина цього явища — реакції з озоном певних речовин, серед них хлоровані вуглеводні і фреони. Вони застосовуються у сучасних побутових і промислових холодильниках, в аерозольних балончиках і як засоби хімічного очищення або для виробництва полімерів. Світове виробництво цих речовин досягло майже 1,5 млн т. У 1987 р. прийнято Монреальський протокол, згідно з яким визначили перелік найнебезпечніших озоноруйнівних речовин, а країни-виробники зобов'язалися обмежити їх випуск. У червні 1990 р. у Лондоні до Монреальського протоколу внесено уточнення: до 1995 р. знизити виробництво фреонів удвічі, а до 2000 р. припинити його взагалі.

4. Знищення рослинного  і тваринного розмаїття, природних  місць існування і розмноження тварин і рослин, штучна акліматизація і адаптація тварин та рослин на нових місцях існування, виведення нових сортів рослин і порід тварин тощо.

Щороку в світі вирубується 150 тис. км2 лісів, за останні 60 років понад 1 млрд га лісів перетворено на сільськогосподарські угіддя. За 20 останніх років лісистість планети зменшилася на 2 %. Щорічно вирубується 11,3 млн га тропічних лісів. Людство, за свою недовгу історію, знищило до 10 % видів живих організмів. Темпи їх знищення становлять нині 150 видів на рік. На сьогодні зникло 120 видів ссавців та 150 видів птахів. Під загрозою знищення зараз перебуває до 2 млн живих організмів, що становить від 15 до 20 % від загальної кількості рослин і тварин.

Антропогенні джерела - це первинне і вторинне виробництво кольорових металів, сталі, чавуну, заліза; видобуток корисних копалин; автомобільний транспорт; хімічна промисловість, виробництво міді, фосфатних добрив, процеси спалювання вугілля, нафти, газу, деревини, відходів та ін Антропогенний потік надходження токсикантів у навколишнє середовище превалює над природним (50-80%) і лише в деяких випадках можна порівняти з ним.

В якості критеріїв кількісної оцінки рівня забруднення навколишнього середовища можуть бути використані індекс забруднення, гранично допустима, фонова і токсична концентрації.

Індекс забруднення (З) - показник, якісно і кількісно відображає присутність у навколишньому середовищі речовини-забруднювача і ступінь його впливу на живі організми.

Основною фізичною характеристикою домішок у повітрі є концентрація - маса (мг) речовини в одиниці об'єму (м3) повітря при нормальних метрологічних умовах.

Нормування вмісту шкідливих речовин у повітрі проводиться за гранично допустимих концентрацій (ГДК).

Нормування вмісту шкідливих речовин у повітрі виробляють для атмосферного повітря населених місць за списком МОЗ № 3086-84, а для повітря робочої зони виробничих приміщень за ГОСТ 12.1.005-88.

Гранично допустима концентрація (ГДК) - кількість шкідливої ​​речовини в навколишньому середовищі, яке при постійному контакті або при впливі за певний проміжок часу практично не впливає на здоров'я людини. Гранично допустимі концентрації речовин, що забруднюють біосферу, вводилися як нормуючі показники в багатьох країнах, у тому числі і в нашій країні. Вони встановлювалися в приземної атмосфері, водах, грунтах, рослинах, продуктах харчування (табл.1).

Існуюча система ГДК недостатньо достовірно інформативна, оскільки передбачає визначення індивідуального токсиканту, дистанціюючись від питання про комплексний вплив різних забруднювачів. Між тим спільну дію, наприклад, органокомплексах важких металів кардинально змінює ГДК, експериментально отримані для окремого важкого металу.

Фонова концентрація - вміст речовини в об'єкті навколишнього середовища, яке визначається сумою глобальних і регіональних природних і антропогенних вкладів в результаті далекого або транскордонного переносу.

Під токсичної концентрацією розуміють або концентрацію шкідливої ​​речовини, яка здатна при різній тривалості впливу викликати загибель живих організмів, або концентрацію шкідливого початку, що викликає загибель живих організмів протягом 30 діб у результаті впливу на них шкідливих речовин.

Говорячи про токсичної концентрації як про своєрідний індикаторі токсичності природно-антропогенних екосистем, не можна не торкнутися і таких важливих понять в екотоксикології, як шкідлива речовина або токсикант - забруднювач, метаболізм, канцерогенез, токсичність як результат надлишку необхідних речовин і з'єднань, біогеохімічні властивості токсикантів та їх хімічно активні міграційні форми у навколишньому природному середовищі.

2. Забруднення та їх  класифікація

 На жаль, забруднення  стало звичним, частовживаним словом у нашому житті.

 Забруднення – внесення  в навколишнє середовище або  виникнення в ньому нових, зазвичай  не характерних фізичних чинників, хімічних і біологічних речовин, які шкодять природним екосистемам  та людині.

 Розрізняють природне забруднення, яке виникає внаслідок потужних природних процесів (виверження вулканів, лісові пожежі, вивітрювання тощо) без будь-якого впливу людини, і антропогенне, яке є результатом діяльності людини й інколи за масштабами впливу переважає природне. Різні типи забруднення можна розділити на три основні: фізичне, хімічне та біологічне.

 Фізичне забруднення  пов'язане зі змінами фізичних, температурно-енергетичних, хвильових  і радіаційних параметрів зовнішнього  середовища. Зокрема, тепловий вплив  проявляється в погіршенні режиму земної поверхні та умов життя людей. Джерелами теплового забруднення в межах міських територій є: підземні газопроводи промислових підприємств (140-160 °С), теплотраси (50-150 °С), збірні колектори і комунікації (35-45 °С) тощо. До фізичного забруднення можна віднести вплив шуму й електромагнітне випромінювання, джерелами якого є високовольтні лінії електропередач, електропідстанції, антени радіо- і телекомунікаційних станцій, а останнім часом також деякі побутові електроприлади. Встановлено, що при тривалому впливі електромагнітних полів навіть у здорових людей спостерігається перевтома, головний біль, почуття апатії та ін.

 Хімічне забруднення  – збільшення кількості хімічних  компонентів певного середовища, а також; проникнення (введення) в нього хімічних речовин, не притаманних йому або в концентраціях, котрі перевищують норму. Найнебезпечнішим Для природних екосистем і людини є саме хімічне забруднення, яке отруює навколишнє середовище різними токсикантами (аерозолі, хімічні речовини, важкі метали, пестициди, пластмаси, детергенти та ін.). За підрахунками спеціалістів, у наш Час у природному середовищі міститься 7-8,6 млн. хімічних речовин, причому їхня кількість щорічно поповнюється ще на 250 тис. нових сполук. Багато хімічних речовин мають канцерогенні та мутагенні властивості, серед яких особливо небезпечними є 200 (список складений експертами ЮНЕСКО): бензол, азбест, бензпірен, пестициди, важкі метали (особливо ртуть свинець, кадмій), різноманітні фарбники і харчові додатки.

 Біологічне забруднення – випадкове або пов'язане з діяльністю людини проникнення в екосистеми не притаманних їй рослин, тварин і мікроорганізмів (бактеріологічне); часто справляє негативний вплив при масовому розмноженні нових видів.

 Особливо забруднюють  середовище підприємства, які виробляють антибіотики, ферменти, вакцини, сироватки, кормовий білок, біоконцентрати та ін., тобто підприємства промислового біосинтезу, в викидах якого наявні живі клітини мікроорганізмів. До біологічного забруднення можна віднести надмірну експансію живих організмів. Так, у містах наявність звалищ, несвоєчасне прибирання побутових відходів призвели до значного збільшення синантропних тварин: щурів, комах, голубів, ворон та ін.

 Забруднювач – будь-який  фізичний чинник, хімічна речовина або біологічний вид (головним чином мікроорганізми), який потрапляє в навколишнє середовище або виникає в ньому в кількості, більшій за звичайну, і викликає забруднення середовища.

 Забруднювачі бувають  природні й антропогенні, а також  первинні (безпосередньо з джерела забруднення) і вторинні (внаслідок розкладу первинних або хімічних реакцій). Ще виділяють забруднювачі стійкі (ті, що не розкладаються), які акумулюються в трофічних ланцюгах.

 Проникнення різних  забруднювачів у природне середовище може мати небажані наслідки, зокрема:

- завдання шкоди рослинності  і тваринному світу (зниження  продуктивності лісів і культурних  рослин, вимирання тварин);

- порушення стійкості  природних біогеоценозів;

- завдання шкоди майну (корозія металів, руйнування архітектурних споруд та ін.);

- шкода здоров'ю людини  тощо (табл. 1).

 Таблиця 1 Основні забруднювачі  біосфери та їхній вплив на  здоров'я людиниЗабруднювач Вплив на здоров'я людини (у значних концентраціях)

Оксид карбону (СО) Досить агресивний газ, що сполучається з гемоглобіном крові й утворює карбоксигемоглобін, що може призвести до (залежно від концентрації): погіршення гостроти зору та здатності оцінювати тривалість інтервалів часу; змін у роботі серця та легенів; головного болю, сонливості, порушення дихання і навіть смерті

Оксиди сірки Подразнюють слизові оболонки очей та ротової порожнини, а також: викликають респіраторні симптоми: утруднене дихання, кашель з виділенням мокротиння, задишку; хронічну обструктивну легеневу недостатність, смертність від респіраторних та серцево-судинних хвороб

Оксиди нітрогену Викликають хронічну обструктивну легеневу недостатність, посилення респіраторних симптомів: кашель, головний біль, блювоту

Вуглеводні (бензин, метан, пентан, гексан) Мають наркотичну дію, викликають головний біль, запаморочення

Формальдегід Викликає подразнення очей, носа і горла, нудоту, рак носової порожнини

Свинець Викликає головний біль, анемію, нервові розлади, пологові дефекти, затримку розвитку, дебілізм

Ртуть Викликає ураження центральної та вегетативної нервової системи, печінки, нирок, органів травлення

Кадмій Викликає ушкодження нирок, анемію, хворобу легенів, високий кров'яний тиск; можливі також онкологічні захворювання, ушкодження плоду

Пестициди Викликають рак, ушкодження печінки, ембріонів

Нітрати Викликають утруднення дихання, підвищують дитячу смертність, при хімічних перетвореннях породжують канцерогенні сполуки

Радіонукліди Призводять до онкологічних захворювань, генетичних мутацій

Тверді завислі частки Викликають бронхіти, ослаблюють легеневу функцію, вірогідне скорочення середньої тривалості життя

 Багато забруднювачів (пестициди, поліхлордифеніли, пластмаси) украй повільно розкладаються  в природних умовах, а токсичні  сполуки (ртуть, свинець) взагалі не  знешкоджуються.

 Якщо в 40-х роках XX ст. ще домінували натуральні продукти (бавовна, шовк, вовна, каучук, мило, їжа  практично без добавок), то в  наш час у промислове розвинутих  країнах вони замінені синтетичними, які важко розкладаються і  забруднюють навколишнє середовище. Це насамперед синтетичне волокно, миючі засоби (детергенти, відбілювачі), їжа з добавками, мінеральні добрива, синтетичний каучук та ін.