С развитием промышленных технологий проблема химического загрязнения окружающей среды стала глобальной. Выбросы токсичных веществ в атмосферу, скопление неразлагающегося мусора в водоемах и почве приводят к необратимым изменениям в природе.
Классификация химических загрязнений
Основные виды химических загрязнений окружающей среды относятся к различным слоям биосферы Земли: атмосферы (воздушного пространства), гидросферы (мирового океана), литосферы (почвы).
Атмосфера отравляется токсичными веществами, которые выбрасываются в воздух. Основные источники загрязнений — металлургические предприятия, нефтеперерабатывающие и цементные заводы, тепловые электростанции, транспорт.
Промышленное производство сопровождается выбросами оксидов азота, соединений ртути и мышьяка, сероводорода, хлора. Дым, выделяемый теплоэлектростанциями, содержит сернистый и углекислый газы. Топливные пары отравляют воздух углеводородами.
Диоксид азота — ядовитый газ без запаха. Соединяясь с водяными парами в атмосфере, образует азотную кислоту, которая выпадает в виде кислотных осадков. При контакте со слизистой оболочкой может вызвать у человека отек легких, сильный кашель, рвоту.
Сероводород — газ с характерным запахом протухших яиц, в небольших количествах образуется естественным путем в процессе гниения органических веществ. Вызывает раздражение и воспаление слизистых оболочек. Высокие концентрации вещества приводят к острому кислородному голоданию и смерти. В атмосфере медленно окисляется до серного ангидрида, выпадающего с кислотными дождями.
Углекислый газ в больших количествах вызывает парниковый эффект — процесс, при котором падающее инфракрасное излучение поглощается парниковыми газами, из-за чего повышается средняя температура планеты. Последствия явления выражаются в подъеме уровня мирового океана, таянии северных снегов и вечной мерзлоты, вымирании некоторых видов животных.
Токсичные углеводороды даже в низких концентрациях вызывают головную боль, кашель. Высокое содержание в атмосфере приводит к злокачественным новообразованиям в живых организмах, включая человека.
Химическое загрязнение гидросферы происходит из-за стоков отравляющих веществ в мировой океан. Источники — промышленные предприятия, сбрасывающие отходы в океан, кислотные дожди, аварии на нефтеперегонных танкерах.
Распыление пестицидов, смыв удобрений в ближайший водоем тоже относится к химическому загрязнению: содержащиеся в них нитраты сокращают количество кислорода в водоеме, делая его непригодным для обитания. Многие прибрежные страны производят дампинг — захоронение отходов промышленности и химического мусора в морях, обосновывая процесс способностью морской воды к переработке большого количества органических и неорганических веществ. Огромные масштабы захоронений ведут к снижению качества воды, сокращению количества кислорода, накоплению не переработанных отходов.
Загрязнение воды приводит к вымиранию живых организмов, вспышкам заболеваний в малоразвитых странах, сокращению пресных водных запасов.
Фосфаты, сульфаты, хром в питьевой воде нарушают деятельность пищеварительных органов человека, способствуют развитию серьезных заболеваний.
Свинец, ртуть, мышьяк и другие тяжелые металлы, применяемые в промышленности, попадают в водоемы как напрямую, посредством сточных вод, так и из атмосферной пыли.
Диоксин — органическое соединение хлора, сильнейший искусственно созданный яд. Подавляет иммунитет человека, повышают риск заболеваний крови, вызывает нарушения работы мозга у новорожденных детей.
Нефтепродукты образуют на водной поверхности тонкую пленку, не пропускающую свет, сокращающую количество кислорода в воде, что приводит к гибели водных организмов.
Загрязнения почвы обусловлены деятельностью сельского хозяйства, теплоэнергетики, промышленных предприятий, транспортным сообщением. Попадание в почву токсичных веществ изменяет ее состав и структуру, что приводит к эрозии и разрушению. Основные химические загрязнители почвы — пестициды, кислотные осадки, выбросы оксидов тяжелых металлов, сточные воды промышленных производств, нефтепродукты.
Долговременное применение пестицидов значительно снижает их эффективность. У многих насекомых-вредителей повышается резистентность (сопротивляемость) к химикатам. Постоянная необходимость использования неумеренных количеств пестицидов разрушает почву. Даже обработка наземных растений приводит к оседанию веществ в почве и попаданию их в продукты питания. Для человека употребление фруктов и овощей с пестицидами грозит заболеваниями печени, аллергическими реакциями, снижением иммунитета. Высокое содержание пестицидов вызывает сильное отравление с возможным летальным исходом.
Кислотные осадки, попадая в почву, способствуют повышению ее токсичности, усиливают разложение минералов. В почве с высокой кислотностью повышается содержание алюминия, который притягивает к себе необходимые для культурных растений элементы. Со временем земля заболачивается, появляются вредоносные бактерии, становится неурожайной.
Оксиды тяжелых металлов в почве постепенно растворяются до карбонатов и гидроксидов. Земля загрязняется, становясь непригодной для сельскохозяйственной деятельности. Тяжелые металлы в почве опасны также для подземных вод. Очистить землю от тяжелых металлов возможно только одним путем. Почва засевается быстрорастущими культурами с большой зеленой массой, которые вытягивают из нее токсичные вещества, а после уничтожаются. Это долгая и дорогая процедура, поэтому редко применяется в частных хозяйствах.
Атмосферные выбросы распространяются на огромные расстояния, поэтому загрязнения часто носят глобальный характер.
Нефтепродукты попадают в почву в основном при авариях на нефтебазах, во время нефтедобычи. Небольшое количество вещества нейтрализуется внесением минеральных удобрений, однако очистка земли от больших доз нефти практически невозможна, поэтому этот вид загрязнения наиболее опасен.
Нефть обволакивает частицы почвы, не пропуская влагу, что приводит к гибели микрофлоры. Растения лишаются питания и вскоре погибают. Со временем нефть слипается и отвердевает, почва становится похожей на мягкий асфальт.
Деструктивное загрязнение наряду с химическими опасно для почвы. К нему относится обезлесение, строительство дорог, электростанций, застаивание проточных водоемов. Влияние урбанизации ослабляет почву, делая ее более уязвимой к воздействию химикатов.
Все виды загрязнений опасны, однако почва медленнее накапливает вредные вещества, но сохраняет их дольше, чем атмосфера или гидросфера, поэтому ее охрана — первостепенная задача экологии.
Защита окружающей среды
В условиях надвигающейся экологической катастрофы борьба с загрязнением стала важнейшей общемировой задачей. Пример проводимой государствами политики по защите природы — раздельный сбор мусора с последующей переработкой или экологичным сжиганием. Свалки часто горят, выбрасывая с дымом токсичные вещества в атмосферу. Гниение мусора сопровождается выделением сероводорода и парникового газа. Жидкие отходы проникают в почву, загрязняют ближайшие водоемы тяжелыми металлами.
В странах с разделением мусора большинство отходов безопасно сжигается, производя энергию, а часть перерабатывается и используется повторно. Пластиковые бутылки превращаются в предметы одежды, канцелярию, новые бутылки, а переработанное стекло применяют в строительстве.
По всему миру приобретают популярность экологичные виды топлива, которые не выделяют ядовитого дыма, появляются машины с электрическими двигателями. К альтернативным источникам энергии относят водород, сжатый воздух, биоэтанол (этиловый спирт, произведенный из растительного сырья), жидкий азот, солнечную энергию. Сейчас сложно представить полное замещение бензиновых двигателей альтернативными, но развитые страны активно внедряют новейшие разработки в повседневную жизнь населения.
Защита здоровья человека
Для большинства жителей планеты возникает необходимость обезопасить себя и близких от болезней, связанных с химическим загрязнением планеты.
Снизить пагубное влияние окружающей среды на человеческий организм можно, следуя некоторым рекомендациям:
- Проводить больше времени за городом, по возможности гулять в лесу.
- Периодически промывать слизистую носа, чтобы избавиться от скапливающейся пыли.
- Не заниматься активным спортом вблизи автострад, так как при глубоком дыхании в организм попадает больше ядовитых веществ.
- Использовать в интерьере безопасные материалы. Для здоровья полезна мебель из натурального дерева.
- Озеленять помещение. Комнатные растения способны поглощать часть токсичных веществ, содержащихся в воздухе. Особенно хорошо с этим справляются герань, филодендрон, декоративный лимон, фикус, хлорофитум.
- Убирать квартиру только влажным способом, чтобы очищать помещения от пыли.
- Не использовать алюминиевую посуду для приготовления овощных блюд, так как под воздействием металла содержащиеся в них нитраты переходят в еще более ядовитые нитриты.
- Использовать в пищу витамины, снижающие вредное воздействие химикатов в пище.
Каждый человек может внести вклад в решение экологической проблемы. Осознанное потребление бумаги и пластика, экономия электроэнергии, воды, сокращение использования одноразовой посуды — изменение нескольких ежедневных привычек способны уменьшить вред, причиняемый человечеством природе.
