Источники региональной экологической опасности

К региональным аспектам экологической опасности относится трансграничный перенос загрязнений, когда с естественными воздушными и водными потоками загрязнения из источников в пределах одного государства переносятся на территорию другого, или других государств и образуется единое, т.е. совместно с территорией государства-реципиента, поле загрязнения, которое может охватывать большой регион, а в ряде случаев весь земной шар.

Химический состав атмосферы всегда находился в равновесии с устойчиво развивающейся жизнью, которая материализована в биоте. Глобальные изменения естественного характера, как, например, наступление и отступание ледников, крупные извержения вулканов, естественные экосистемы обычно быстро выводят на новый уровень равновесия, или очень быстро возвращают окружающую среду к норме.

Человек выбрасывает в атмосферу загрязнения, которые представляют так называемые малые составляющие атмосферы, или минорные газы. Тем не менее эти выбросы, как показывают данные наблюдений и исследования древнего воздуха, заключенного в пузырьках в ледяных кернах из скважин в Антарктиде и Гренландии, с рубежа XIX и ХХ веков накапливаются в атмосфере со все большей скоростью и дестабилизируют ее. В. свою очередь, дестабилизация атмосферы ведет к дестабилизации экосистем, здоровья человека и климата, а также разрушению сооружений.

Приземные воздушные массы, с которыми перемещаются атмосферные загрязнения, в зависимости от размера территории страны - источника загрязнения обеспечивают трансграничный перенос, а, следовательно, региональное загрязнение при времени жизни поллютанта от 1 дня до недели. Если же время жизни химических веществ превышает 1 месяц, то обеспечивается полушарный уровень загрязнения атмосферы. Глобальный уровень обеспечивается при времени более 6 месяцев. Если время жизни поллютанта в атмосфере превышает 12 месяцев, то такое вещество может вступать в обмен между тропосферой и стратосферой, поэтому такие вещества, как фреоны (хлорфторуглероды) и окислы азота, могут воздействовать на стратосферный озоновый слой.

Перенос атмосферных загрязнений тесно связан с высотой труб предприятий - источников загрязнения. Чем выше трубы (а сейчас нередко они достигают 300 м), тем дальше переносятся загрязнения. Важнейшую роль в их переносе играют и крупномасштабные (синоптического масштаба) циркуляционные явления - циклоны и антициклоны, продолжающиеся в среднем около недели, которые перемещаясь за это время на тысячи километров и имея региональные масштабы, могут формировать случаи повышенного загрязнения на территориях, весьма удаленных от источников загрязнения.

Ведущими атмосферными поллютантами регионального масштаба служат следующие вещества: диоксид серы, оксид азота и аммиак. Ежегодный выброс этих поллютантов в Европе (включая Европейскую часть России) составляет, соответственно, 35,18 и 5 Мт.

При этом с 1980 г. в мире и в России выброс двуокиси серы сокращается, приостановлен рост выброса аммиака, но продолжается рост выброса окислов азота. Основными источниками их выброса являются промышленность и сельское хозяйство. С этими поллютантами связаны следующие региональные экологические опасности: образование кислотных дождей, закисление почв и водных объектов, формирование смога, воздействие на органы дыхания людей, разрушение зданий и коммуникаций.

Главным источником двуокиси серы служит сжигание ископаемого топлива: угля, нефти, лигнита.

Ароматические органические соединения представляют другую группу региональных поллютантов. Это смесь органических соединений, которые, кроме непосредственного воздействия на здоровье человека, участвуют в образовании тропосферного озона и фотооксидантов, которые ведут к нарушению функций органов дыхания человека.

Аэрозоли также служат источниками региональной экологической опасности.

Наконец, региональную опасность формирует эмиссия тяжелых металлов при сжигании ископаемого топлива, при работе металлургической промышленности и сжигании автомобильным транспортом бензина со свинцовыми добавками. Перенос попавших в атмосферу свинцовых соединений происходит на большие расстояния.

Важнейшим фактором региональной экологической опасности, связанной с распространением атмосферных поллютантов, является закисление окружающей среды в результате сухих и мокрых выпадений двуокиси серы и окислов азота из атмосферы.

Растения, особенно деревья, в результате закисления почв и изменений химических процессов и биоты почв заболевают, хвоя и листва изменяют цвет, деревья становятся менее устойчивыми к другим заболеваниям и паразитам и засыхают.

3акисление сказывается на здоровье человека при употреблении закисленной питьевой воды, получаемой из поверхностных и подземных источников, в которой при понижении рН возрастает концентрация металлов.

Оксид азота и ароматические органические соединения, которые выбрасываются преимущественно автотранспортом, служат главной причиной образования фотохимических оксидантов (окислителей) и озона в приземном слое атмосферы. При этом оксид азота при фотохимических реакциях играют роль катализатора. Озон - наиболее важный оксидант (окислитель) в воздействии на здоровье людей. Он поражает дыхательные пути и считается одним из основных факторов заболевания астмой. При повышении концентрации озона до 75-100 частей на миллиард в воздухе о течение часа отчетливо ощущаются неприятные явления в глазах, горле и носе, а также в груди. Озон разрушает картины, текстиль, резину, пластик, поэтому в соответствующие материалы нередко добавляют антиоксиданты.

На клеточном уровне озон увеличивает проницаемость клеточных мембран растений, активирует энзимы и стимулирует продукцию этилена как ответ на стресс. На уровне растений озон обесцвечивает листву, пигментирует ее и вызывает появление некротических пятен, снижает рост листьев и других органов растения, снижает урожай и качество продукции, создаст предрасположенность к болезням и паразитам, наконец, он пролонгирует летний рост и повышает чувствительность к заморозкам. Озон в сочетании с закислением среды усиливает эффект поражения растений, особенно лесов.

Фекальное загрязнение, его начало относится ко времени возникновения и развития городов, т.е. 5-6 тыс. лет назад. Активное загрязнение органическими веществами относится ко времени 1-0,5 тыс. лет назад. В ХХ веке появляются следующие виды загрязнений и связанных с ними процессов:

- засоление появилось в самом начале ХХ века;

- загрязнение металлами относится к периоду между 1910 и 1920 гг.;

- органические микрозагрязнители появляются после 1930 г.;

- эвтрофикация проявляется с 1940 г.;

- нитраты начинают поступать после 1940 г.;

- в районе 1950 г. появляются радионуклиды;

- после 1960 г. появляется закисление водных объектов.

Другой характер имеет региональная экологическая опасность, связанная с трансграничным переносом загрязнений водными потоками и течениями. Человек начал загрязнять реки очень давно, со времени формирования первых городов, когда сточные канавы и канализационные системы заканчивались в водных объектах и основным источником загрязнения были фекалии. С быстрым развитием сельского хозяйства росло загрязнение рек органическими веществами, но только в ХХ веке разнообразие и объемы загрязняющих веществ стали катастрофически возрастать.

На реках, протекающих через несколько государств, возможны и антропогенные физические изменения, которые оказывают существенное влияние на водный режим на всем протяжении реки: создание систем орошения или осушения, строительство плотин и создание водохранилищ, системы переброски воды, обвалование.

Водные загрязнения в отличие от атмосферных не создают глобальной экологической опасности, поэтому Мировой океан в целом сохраняет свои естественные экосистемы, а поток антропогенных загрязнений, по крайней мере, на 9-10 порядков меньше массы воды в Мировом океане. Однако загрязнение поверхностных пресных вод на суше уже достигает континентальных масштабов.