Загрязняющие вещества

Человек – основной источник загрязняющих веществ. На природу влияет транспорт, жилые, промышленные и сельскохозяйственные объекты. Человек перекраивает природные массивы под свои нужды и повсюду оставляет отходы производства. Результат – изменение климата, уничтожение популяций диких животных, отравление мирового океана. Факторы загрязнения природы, источник которых – человек, называют антропогенным воздействием.

Дополнительную экологическую нагрузку создают естественные процессы: извержения вулканов, шторма, смещения тектонических плит. В результате природных катаклизмов происходят необратимые изменения в экосистемах.

Антропогенные факторы

Человек производит твердые, жидкие и газообразные загрязняющие вещества. Кроме бытового и производственного мусора, экологическое здоровье планеты подрывают аварии: прорывы нефтепроводов, пожары, сбои работы очистных установок.

Твердые отходы

Полимеры, не разлагающиеся в биологической среде, отравляют мировые водоемы. Материалы разрушают экосистемы разными способами:

• убивают крупные организмы – животные, птицы, рыбы давятся пластиковыми частицами, запутываются в остатках сетей;
• влияют на параметры среды – микропластик в песке повышает его температуру, способствуя вылуплению черепах женского пола;
• меняют состояние организмов – микроскопические фрагменты способны проходить сквозь ткани, клеточные мембраны, вызывая воспаление, влияя на активность генов, биохимические реакции;
• ядовитые вещества в составе полимеров отравляют воздух, воду.

Пластик уже звено пищевой цепочки. Человек потребляет его с бутилированной водой, мясом и морепродуктами, доставленными из загрязненных регионов.

На полигонах складируют отработанную бытовую технику, фрагменты промышленного оборудования. Микросхемы содержат тяжелые металлы: свинец, кадмий или бериллий. Они отравляют почву и воду. Опасность представляют бромированные огнестойкие добавки, полимерные красители и другие компоненты, не распадающиеся на базовые элементы.

Сточные воды

Содержимое бытовой и производственной канализации очищается до возвращения в окружающую среду. Устаревшие методы фильтрации, нарушение работы оборудования ведут к выбросам загрязняющих природу веществ, среди которых:

1. Удобрения. Азотные и фосфорные соединения провоцируют разрастание микроводорослей в водоемах. Поглощая основной объем кислорода, они душат многоклеточные организмы.
2. Микро- и наночастицы. Серебряные структуры действуют как удобрения: они способствуют фотосинтезу, увеличивая количество организмов, зависящих от процесса. Другие частицы (пластик, тяжелые металлы) убивают клетки или нарушают их развитие.
3. Медикаменты. Скот и птицу лечат антибиотиками, поступающими в окружающую среду с навозом. Организмы реагируют на препараты по-разному: одни погибают, другие (обычно – бактерии) вырабатывают иммунитет, эволюционируют. В результате развиваются тяжелые инфекции у людей, животных.
4. Химикаты – хлор, кислоты, растворы тяжелых металлов. Вещества загрязняют экологию из-за нарушения работы системы очистки или смывания токсинов осадками.
5. Радиоактивные элементы – попадают в стоки атомных объектов. При нормальной работе системы они содержат следовые количества опасных веществ. Осадки вымывают радиоактивные соединения из неправильно организованных хранилищ ядерных отходов. Отсутствующая, поврежденная или отработавшая свой срок изоляция ведет к утечкам.

Стоки содержат различные загрязняющие продукты. Иногда для отравления местности достаточно нескольких часов после попадания отходов в водоем.

Последствия других токсичных стоков обнаруживают спустя время. В таких случаях не всегда удается выяснить источник загрязнения.

Разливы топлива и химикатов

Экосистемы страдают от утечек нефти. Исследователи Института океанологии Виргинии выяснили, что катастрофа на Deepwater Horizon (2010 г) продолжает влиять на Мексиканский залив. Специалисты оценивали воздействие углеродного горючего на солончаки. Оказалось, оно сохраняется через 6,5 лет после аварии (ученые рассматривали период до 2016 года).

Разливы ископаемого топлива – главные стресс-факторы жидких загрязнений. Углеродные соединения долго сохраняются в окружающей среде, мешая восстановлению численности ее обитателей

Другие химикаты также представляют опасность. Осенью 2010-го венгерский город Колонтарь пострадал от утечки красного шлама – побочного продукта производства алюминия с высокой щелочностью (10-13 рН). Загрязняющие вещества покрыли участок площадью 40 кв. км. Шлам отравил воду мышьяком – его концентрация в 25 раз превышала стандартный уровень.

Газообразные выбросы

Дым относится к основным загрязняющим веществам. Его производят автомобили, промышленные и бытовые установки. Состав отработанных газов зависит от источников. Они всегда содержат большое количество соединений углерода (серы, азота). Кроме дыма, атмосферу загрязняют:

• продукты разложения (пластик, органические соединения);
• пары химических реакций;
• пылевые выбросы – мукомольные предприятия, производители бетона и перлита;
• продукты сжигания отходов.

Вещества оседают в легких человека, вызывая:

• обструктивные болезни органов дыхания;
• рак;
• аутизм – исследователи из Университета Монаша связали мелкодисперсную пыль с развитием данного расстройства у шанхайских детей;
• патологии сердечно-сосудистой системы.

Пыль, оседая на листовых пластинах растений, загрязняет их, снижая способность к фотосинтезу.

Защитные механизмы природы не учитывают человеческую деятельность. Они рассчитаны на естественные вредоносные процессы.

Природные загрязнители

Окружающая среда страдает от естественных процессов. При извержении вулканов в воздух попадают пыль и газы:

• оксиды углерода (СО и СО2);
• метан;
• диоксид серы;
• азотные, хлорные и другие соединения.

Скапливаясь в атмосфере, вещества вызывают кислотные дожди. В 1912-м, при извержении вулкана Катмай, Аляска, такие осадки наблюдались в Канаде, на расстоянии 2000 км от объекта. Вещества, загрязняющие воздух и воду, вызывают раздражения кожи, глаз, тяжелые отравления. В результате погибают люди, домашние и дикие животные..

Угарный, углекислый газы тяжелее воздуха. Накапливаясь в низинах, они приводят к смерти животных, нарушению развития флоры из-за нехватки кислорода. Тропические озера в регионах с вулканической активностью несут такую угрозу. Углекислый газ в их донных отложениях выделяется при переполнении водоема и накрывает ядовитым облаком окрестности.

В результате такой утечки летом 1986-го в Камеруне погибло более 1700 человек: объем выброшенного диоксида углерода составил 100 000-300 000 тонн. Концентрация СО2 превысила 15%.

Выделения метана наносят вред морским экосистемам. В 2014-м американские ученые пришли к выводу, что на дне мировых водоемов существует около 30 000 точек утечки газа.

В Северной Каролине и Массачусетсе специалисты нашли 570 таких скважин на глубине 50-1700 м. Выбросы метана и сероводорода – газа, накапливающегося в донных отложениях, – ведут к смерти рыб, других организмов. Разлагаясь, их тела отравляют воду. То же происходит на суше.

Массовый падеж, вызванный болезнью или экологическим катаклизмом, приведет к увеличению концентрации азота, фосфора. Если животные страдали от инфекций (возбудитель бешенства, птичьего гриппа, сальмонеллеза) патогены попадут в окружающую среду, повышая вероятность распространения болезни.

Природа справляется с собственными катаклизмами, потратив на это десятилетия, а иногда и века. К периодическому выделению метана экосистема приспособится: организмы выработают защиту или научатся использовать вредные вещества. Например, бактерии горячих щелочных источников Йеллоустона перерабатывают токсины, выделяя электроны. Процесс заменяет им дыхание.

Экосистему может изменить шторм, принесший большое количество пыли, песка, семена или патогены. Землетрясение приведет к естественному разливу нефти, уничтожающему флору и фауну. Но основными поставщиками загрязнений остаются люди. Нагрузку от их деятельности эволюция не успевает компенсировать.