НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Загрязнение литосферы. Последствия. Ее защита
Загрязнение литосферы. Последствия. Ее защита
Загрязнение литосферы. Последствия.
Ее защита.
1.Введение.
Период, начиная с 1950 г. до настоящего времени,
называют периодом научно-технической революции. К концу ХХ века произошли
огромные изменения и в технологии, появились новые средства связи и
информационные технологии, что резко изменило возможности обмена информацией и
сблизило самые отдаленные точки планеты. Мир буквально на наших глазах
стремительно изменяется, и человечество в своих действиях не всегда поспевает
за этими изменениями.
Экологические проблемы возникли не
сами по себе. Это результат естественного развития цивилизации, в которой
сформулированные ранее правила поведения людей в их взаимоотношениях с
окружающей природой и внутри человеческого общества, поддерживавшие устойчивое
существование, пришли в противоречие с новыми условиями, созданными
научно-техническим прогрессом. В новых условиях необходимо формирование и новых
правил поведения, и новой морали с учетом всех естественнонаучных знаний.
Наибольшая трудность, которая определяет многое в решении экологических проблем
- все же недостаточная озабоченность человеческого общества в целом и многих
его лидеров проблемами сохранения окружающей среды.
2.Литосфера, ее строение
Человек существует в определенном
пространстве, и основной составляющей этого пространства служит земная
поверхность - поверхность литосферы.
Литосферой называют твердую оболочку
Земли, состоящую из земной коры и слоя верхней мантии, подстилающего земную
кору. Расстояние нижней границы земной коры от поверхности Земли изменяется в
пределах 5-70 км, а мантия Земли достигает глубины 2900 км. После нее на
расстоянии 6371 км от поверхности находится ядро.
Суша занимает 29,2%поверхности
земного шара. Верхние слои литосферы называется почвой. Почвенный покров
является важнейшим природным образованием и компонентом биосфера Земли. Именно
почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере.
Почва представляет собой основной
источник продовольствия, обеспечивающий 95-97% продовольственных ресурсов для
населения планеты. Площадь земельных ресурсов мира составляет 129 млн.кв.км,
или 86,5% площади суши. Пашня и многолетние насаждения в составе
сельскохозяйственных угодий занимают около 10% суши, луга и пастбища – 25%
суши. Плодородием почвы и климатическими условиями определяются возможность
существования и развития экологических систем на Земле. К сожалению, из-за
неправильной эксплуатации ежегодно теряется некоторая часть плодородных земель.
Так, за последнее столетие в результате ускорения эрозии потеряно 2 млрд.
гектаров плодородных земель, что составляет 27% от общей площади земель,
используемых для сельского хозяйства.
3.Источники загрязнение почвы.
Литосфера загрязняется жидкими и
твердыми загрязняющими веществами и отходами. Установлено, что ежегодно на
одного жителя Земли образуется одна тонна отходов, в том числе более 50 кг
полимерных, трудноразлагаемых.
Источники загрязнение почвы могут
быть классифицированы следующим образом.
Жилые дома и коммунально-бытовые
предприятия. В
составе загрязняющих веществ этой категории источников преобладают бытовой
мусор, пищевые отходы, строительный мусор, отходы отопительных систем,
пришедшие в негодность предметы домашнего обихода и т.п. Все это собирается и
вывозится на свалки. Для крупных городов сбор и уничтожение бытового мусора на
свалках превратили в трудноразрешимую проблему. Простое сжигание мусора на
городских свалках сопровождается выделением ядовитых веществ. При сжигании
таких предметов, например, хлорсодержащих полимеров, образуются сильно
токсичные вещества - диоксиды. Несмотря на это, в последние годы
разрабатываются способы уничтожения бытового мусора сжигания. Перспективным
способом считается сжигание такого мусора над горячими расплавами металлов.
Промышленные предприятия. В твердых и жидких
промышленных отходах постоянно присутствуют вещества, способные оказывать
токсическое воздействие на живые организмы и растения. Например, в отходах
металлургической промышленности обычно присутствуют соли цветных тяжелых
металлов. Машиностроительная промышленность выбрасывает в окружающую природную
среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия; при производстве пластмасс и
искусственных волокон образуются отходы, содержащие фенол, бензол, стирол; при
производстве синтетических каучуков в почву попадают отходы катализаторов,
некондиционные полимерные сгустки; при производстве резиновых изделий в
окружающую среду поступают пылевидные ингредиенты, сажа, которые оседают на
почву и растения, отходы резинотекстильных и резиновых деталей, а при
эксплуатации шин – изношенные и вышедшие из строя покрышки, автокамеры и
ободные ленты. Хранение и утилизация изношенных шин в настоящее время являются
еще нерешенными проблемами, так как при этом часто происходит сильные пожары, которые
очень трудно тушить. Степень утилизации изношенных шин не превышает 30% от
общего их объема.
Транспорт. При работе двигателей
внутреннего сгорания интенсивно выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды,
оксид углерода, сажа и другие вещества, оседающие на поверхность земли или
поглощаемые растениями. В последнем случае эти вещества также попадают в почву
и вовлекаются в круговорот, связанный с пищевыми цепями.
Сельское хозяйство. Загрязнение почвы в
сельском хозяйстве происходит вследствие внесения огромных количеств
минеральных удобрений и ядохимикатов. Известно, что в составе некоторых
ядохимикатов содержится ртуть.
Рассмотрим более подробно загрязнение почвы тяжелыми
металлами и ядохимикатами.
Загрязнение почвы тяжелыми
металлами.
Тяжелыми металлами называют цветные металлы, плотность которых больше плотности
железа. К ним относятся свинец, медь, цинк, никель, кадмий, кобальт, хром,
ртуть.
Особенностью тяжелых металлов
является то, что в небольших количествах почти все они необходимы для растений и
живых организмов. В организме человека тяжелые металлы участвуют в жизненно
важных биохимических процессах. Однако превышение допустимого их количества
приводит к серьезным заболеваниям.
Тяжелые металлы накапливаются в
почве и способствуют постепенному изменению ее химического состава, нарушению
жизнедеятельности растений и живых организмов. Из почвы тяжелые металлы могут
попасть в организм животных и людей и вызывать нежелательные последствия.
Установлено, что ртуть в почву
поступает с некоторыми пестицидами, бытовыми отходами и вышедшими из строя
измерительными приборами. Например, одна люминесцентная лампа содержит 80 мг
ртути. Суммарные неконтролируемые выбросы ртути составляют 4-5 тыс. т/год.
Предельно допустимая концентрация ртути в почве составляет 2,1 мг/кг. При
постоянном поступлении ртути в организм в малых количествах происходит
поражение нервной системы, приводящей к легкой возбудимости и ослаблению
памяти.
Весьма токсичным для живых
организмов является свинец. Из каждой тонны добываемого свинца до 25 кг его
поступает в окружающую среду. Огромное количество свинца выделяется в атмосферу
вместе с выхлопными газами автомобилей при сжигании этилированного бензина, так
как 1 л бензина содержит до 0,5 г тетраэтилсвинца. Загрязнение почвы и растений
свинцом вдоль автомобильных дорог распространяется на расстояние до 200 метров.
Предельно допустимая концентрация свинца в почве =32 мг/кг. Превышение этого
показателя увеличивает вероятность попадания свинца в организм человека через
сельскохозяйственные продукты, что может привести к поражению центральной
нервной системы, печени, почек и мозга. В промышленных районах содержание
свинца в почве в 25-27 раз больше, чем в сельскохозяйственных.
Загрязнение почвы медью и цинком
ежегодно составляет 35 и 27 кг/км соответственно. Повышение концентраций этих
металлов в почве приводит к замедлению роста растений и снижению урожайности
сельскохозяйственных культур.
Большую опасность для человека
представляет накопление в почве кадмия. В природе кадмий находится в почве и в
воде, а также в тканях растений. Всемирная организация здравоохранения
рекомендовала ограничение дозы кадмия, поступающего с пищей в организм
человека, до 70 мкг в сутки. Потребляя пищу, содержащую повышенные дозы кадмия,
приводит к деформации скелета, снижению роста и сильным болевым ощущениям в
пояснице.
Загрязнение почвы
пестицидами. Почва загрязняется также при использовании в сельском хозяйстве
пестицидов. Известно, что нормальный рост растений определяется различными
физическими, химическими и биологическими процессами, которые протекают в
почве. При попадании в почву пестициды могут быть включены в эти процессы с их
накоплением в растениях. Кроме того, они сохраняют устойчивость в почве
длительное время, что также обуславливает их накопление в пищевых цепях.
Пестициды, или ядохимикаты, по
назначению подразделяются на следующие группы:
-инсектициды, представляющие собой химикаты для
борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур (тиофос, метафос, карбофос,
хлорофос, карбаматы);
- гербициды, предназначенные для борьбы с сорными
травами (амины, карбаматы, триазины);
- фунгициды, или химикаты для борьбы с грибковыми
болезнями растений (бензимидазолы, морфолины, дитиокарбаматы,
тетраметилтиурамдисульфид);
- регуляторы роста растений;
- дефолианты, вызывающие преждевременное старение
листьев растений. Они широко применяются при механизированной сборке хлопка для
ускорения опадения листьев у хлопчатника.
Дефолианты применялись во время войны во Вьетнаме для
оголения джунглей. Это позволяло американской авиации обнаружить военные базы
вьетнамских партизан.
Одним из первых пестицидов был
печально известный ДДТ – дифенилдихлортрихлорэтан. Впервые он был синтезирован
немецким химиком П.Мюллером. Этот препарат обладал высокоэффективными
инсектицидными свойствами и поэтому долгое время успешно применялся против
малярийных комаров, клещей, вшей. В 1944-1946 годах с помощью ДДТ успешно
подавляли очаги сыпного тифа в Неаполе и малярии в некоторых провинциях Италии.
В СССР с помощью ДДТ был уничтожен клещ, переносящий таежный энцефалит. Все это
в свое время послужило причиной присуждения П. Мюллеру Нобелевской премии.
Однако много позже обнаружилось, что ДДТ обладая высокой устойчивостью в
природной среде, способен накапливаться в пищевых цепях и наносить существенный
вред животному миру. Попадая в организм человека, ДДТ аккумулируется в мозге и
действует как нервный яд. При этом нормальное функционирование мозга может быть
нарушено.
Применение ДДТ в настоящее время
запрещено, но предполагают, что в биохимическом круговороте количество ДДТ в
настоящее время составляет около 1 млн.т.
Необходимость применения пестицидов
в сельском хозяйстве обусловлена тем, что без них урожайность
сельскохозяйственных культур резко падает и составляет лишь 20-40% от возможной
при их применении. Трудно себе представить уничтожение колорадского жука на
картофельных плантациях без применения пестицидов.
Загрязнение литосферы при
захоронении радиоактивных отходов.
В процессе ядерной реакции на
атомных электростанциях лишь 0,5-1,5% ядерного топлива превращается в тепловую
энергию, а остальная часть(98,5-99,5%) выгружается из атомных реакторов в виде
отходов. Эти отходы представляют собой радиоактивные продукты расщепления урана
- плутоний, цезий, стронций и другие. Если учитывать, что загрузка ядерного
топлива в реакторе составляет 180 т, то утилизация и захоронение отработанного
ядерного представляют собой труднорешимую проблему.
Ежегодно в мире при производстве
электроэнергии на атомных электростанциях образуется около 200000 куб.м.
радиоактивных отходов с низкой и промежуточной активностью и 10000 куб.м.
высокоактивных отходов и отработанного ядерного топлива.
Радиоактивные отходы бывают жидкими и твердыми. В
зависимости от агрегатного состояния изменяются условия их захоронения.
Высокоактивные жидкие радиоактивные отходы, способные
к взрыву, в виде азотнокислых водных растворов хранят в аппаратах объемом до
нескольких кубометров с двойными стенками из нержавеющей стали и с мешалкой.
Жидкие высокоактивные радиоактивные
отходы, не способные к взрыву хранятся в могильниках, которые состоят из шахт и
помещений для хранения.
В настоящее время одним из
безопасных способов устранения опасности радиоактивного излучения твердых
ядерных отходов является их захоронение. Твердые радиоактивные отходы хоронят в
специальных контейнерах в подземных штольнях, тоннелях. К ним предъявляются
особые требования при транспортировке к месту захоронения.
Проблема транспортировки
радиоактивных отходов особенно актуальна для России. Дело в том, что
построенные еще при СССР нашими специалистами и по нашей технологии атомные
электростанции в других странах на нашем ядерном топливе, и мы должны увозить
отработанные отходы. Получается весьма удручающая для России картина:
электроэнергия остается для нужд страны-потребителя, а радиоактивные отходы
возвращаются к нам. Такое сотрудничество с другими странами ведет в перспективе
к весьма неприятным последствиям. Ведь захоронение радиоактивных отходов – это,
прежде всего временное их удаление, а что с ними произойдет через 50,100 лет?
Таким образом, мы оставляем будущему
поколению тяжелое наследие.
4.Контроль загрязнения почвы.
Установление предельно допустимых
концентраций вредных веществ в почве в настоящее время находится еще в самом
начале разработке. ПДК установлены примерно для 50 вредных веществ,
преимущественно ядохимикатов, применяемых для защиты растений от вредителей и
болезней. Однако почва не принадлежит к тем средам, которые непосредственно
воздействуют на здоровье человека, тогда как воздух и вода вместе с загрязнителями
потребляются живыми организмами.
Неблагоприятное влияние
загрязнителей почвы проявляется через трофическую цепь. Поэтому на практике для
оценки степени загрязнения почвы используются два показателя:
- предельно допустимую концентрацию в почве (ПДК),
мг/кг;
- допустимые остаточные количества (ДОК), мг/кг массы
растительности. Так, для хлорофоса ПДК равна 1,0 мг/кг, ДОК=2,0 мг/кг. Для
свинца ПДК=32 мг/кг, ДОК в мясопродуктах составляет 0,5 мг/кг.
Санитарный контроль загрязнения почвы в
условиях городов осуществляется санэпединслужбой. Под ее контролем находятся
также транспортировка отходов, согласование мест складирования, захоронения и
переработки.
Санитарно-химические показатели загрязнения почвы.
|