Екологічний моніторинг

1. Основні техногенні забруднювачі біосфери.

Частина біосфери, охоплена впливом діяльності людини, її технічних засобів, об'єктів, які працю­ють або споруджуються, називається техносферою.

Вона почала формуватись у XVIII–XIX ст. водночас із бурхливим розвитком науки та техніки й до другої половини XX ст. стала силою плане­тарного масштабу. Це пов'язано з активізацією діяльності люди­ни й появою нових факторів негативного впливу на природу: розвиток атомної енергетики, розробка нових видів озброєнь, хімізація сільського господарства, подальший розвиток усіх видів транспорту, гірничодобувної, металургійної промисловості, машинобудування та освоєння космічного простору.

В результаті збільшилося забруднення всіх компонентів довкілля – повітря, води, ґрунтів, продуктів харчування. В біосфері почалися процеси міграції речовин, спричинені виробничою діяльністю людини, утворився третій вид кругообігу речовин у природі (крім гео­логічного й біологічного) – технологічний.

Основні техногенні забруднювачі природного середовища –це різні гази, газоподібні речовини, аерозолі, пил, які викидають­ся в атмосферу об'єктами енергетики, промисловості й транспор­ту, радіоактивні, електромагнітні, магнітні й теплові випроміню­вання та поля, шуми й вібрації, «збагачені» шкідливими хімічни­ми сполуками промислові стоки, комунальні й побутові відходи, хімічні речовини (передусім пестициди й мінеральні добрива), що у величезній кількості використовуються в сільському госпо­дарстві, нафтопродукти.

Сьогодні довкілля забруднюють більше ніж 7 тис. хімічних спо­лук, що виділяються в процесі промислового виробництва, багато з яких – токсичні, мутагенні й канцерогенні.

До найпоширеніших і найнебезпечніших забруднювачів повітря належать діоксид азоту, бензол, води – пестициди, нітра­ти (солі азотної кислоти), ґрунту – поліхлоровані дифеніли, соляна кислота.

Особливу небезпеку становлять важкі метали, які дедалі в більшій кількості нагрома­джуються в ґрунті, воді й продуктах харчування.

У найзагальнішому вигляді забруднювачі й забруднення дов­кілля класифікуються так:

• за походженням – механічні, хімічні, фізичні, біологічні, матеріальні, енергетичні;

• за трива­лістю дії – стійкі, нестійкі, напівстійкі, середньої стійкості;

• за впливом на біоту – прямої й непрямої дії;

• за ха­рактером – навмисні (заплановані), супутні, аварійно-випадкові.

Механічні забруднювачі – це різні тверді частинки або предме­ти (викинуті як непотрібні, відпрацьовані, невикористані) на поверхні Землі, в ґрунтах, воді, в Космосі (пил, уламки машин та апаратів).

Хімічні забруднювачі – тверді, газоподібні й рідкі речовини, хімічні елементи та сполуки штучного походження, які надходять у біосферу й порушують природні процеси кругообігу речовин та енергії (особливо небезпечні – хімічна зброя).

Фізичні забруднення – це зміни теплових, електричних, елек­тромагнітних, гравітаційних, світлових, радіаційних полів у при­родному середовищі, шуми, вібрації, які створює людина.

Біологічні забруднення – поява в природі в результаті діяль­ності людей нових різновидів живих організмів (наприклад, віру­су СНІДу), підвищення патогенності паразитів та збудників хво­роб, а також спровоковане людиною катастрофічне розмноження окремих видів (наприклад, унаслідок необґрунтованої інтро­дукції, порушень карантину тощо).

До матеріальних належать різні атмосферні забруднення, стічні води, тверді відходи, до енергетичних – теплові викиди, шуми, вібрації, електромагнітні поля, ультразвукове, інфразвуко­ве, світлове, лазерне, інфрачервоне, ультрафіолетове, іонізуюче, електромагнітне випромінювання.

До стійких належать забруднювачі, які довго зберігаються в природі (пластмаси, поліетилени, деякі метали, скло, радіоак­тивні речовини з великим періодом напіврозпаду тощо).

Нестійкі забруднювачі швидко розкладаються, розчиняються, нейтралізуються в природному середовищі під впливом різних факторів і процесів.

Навмисні забруднення – це зумисні (заборонені) протизаконні викиди й скиди шкідливих відходів виробництва у водні об'єкти, повітря й на земельні ділянки, цілеспрямоване знищення лісів, пасовиськ, перевилов риби, браконьєрство, утворення кар'єрів, неправильне використання земель, природних вод і т. д.

Супутні забруднення – це поступові зміни стану атмосфери, гідросфери, літосфери й біосфери в окремих районах, регіонах і планети в цілому в результаті діяльності людини (спустелювання, висихання боліт, зникнення малих річок, поява кислотних дощів, парникового ефекту, руйнування озонового шару).

Нижче наведено короткі характеристики найбільш поширених і небезпечних забруднювачів довкілля.

Оксид вуглецю (СО), або чадний газ, не має кольору й запаху, утворюється в результаті неповного згоряння кам'яного вугілля, природного газу, деревини, нафти, бензину. Якщо в повітрі міститься 1 % СО, то це вже негативно впливає на біоту, а 4 % для багатьох видів є летальною дозою.

Оксиди азоту (NО, NО2), що в 10 разів – небезпечні для людини, ніж СО, викидаються в повітря переважно підпри­ємствами, які виробляють азотну кислоту й нітрати, анілінові барвники, целулоїд, віскозний шовк, а також паливними агрега­тами ТЕС і ТЕЦ, металургійними заводами й спричинюють утво­рення кислотних дощів.

Аміак (NH₃), що застосовується для виробництва, зокрема азотної кислоти, подразнює дихальні шляхи людей і тварин.

Шкідливі вуглеводні (ароматичні, парафіни, нафтени, бензпірени) містяться у вихлопних газах автомобілів (недосконалість процесів згоряння бензину в циліндрах двигунів), картерних газах, випарах бензинів.

Діоксид сірки (SO₂), або сірчистий газ, виділяється під час зго­ряння палива з домішкою сірки (вугілля, нафта), переробки сірчаних руд, горіння териконів, виплавляння металів.

Триоксид сірки (SО₃), або сірчаний ангідрид, утворюється внаслідок окиснення SO₂ в атмосфері під час фотохімічних і ка­талітичних реакцій і є аерозолем або розчином сірчаної кислоти в дощовій воді, яка підкислює ґрунти, посилює корозію металів, руйнування гуми, мармуру, вапняків, доломітів, спричинює заго­стрення захворювань легень і дихальних шляхів.

Нагромад­жується в районах хімічної, нафтової й металургійної промисло­вості, ТЕЦ, цементних і коксохімічних заводів.

Сірководень (Н₂S) і сірковуглець (СS₂) викидаються в повітря окремо й разом з іншими сірчистими сполуками, але в менших кількостях, ніж SО₂, підприємствами, які виробляють штучне волокно, цукор, а також нафтопереробними й коксохімічними заводами.

Сполуки хлору з іншими елементами концентруються навколо хімічних заводів, які виробляють соляну кислоту, пестициди, це­мент, суперфосфат, оцет, гідролізний спирт, хлорне вапно, соду, органічні барвники тощо. В атмосфері містяться у вигляді моле­кулярного хлору й хлористого водню.

Сполуки фтору з іншими елементами нагромаджуються в районах виробництва алюмінію, емалі, скла, кераміки, фарфору, сталі, фосфорних добрив.

Свинець (РЬ) – токсичний метал, який міститься у вихлопних газах автомобілів, свинцевих фарбах, матеріалах покриттів, ізоля­цій електрокабелів і водопроводів, різних прокладок та ін.

Кадмій (Сd) – одна з найотруйніших речовин. Його гранично допустима концентрація – 0,001 мг/л. Так, у 1956 р. в Японії тяжке захворювання кісток, відоме як ітай-ітай, було викликане хронічним отруєнням людей кадмієм, що містився в рисі.

Цей рис вирощувався неподалік гірничодобувного комбінату, який сильно забруднював околиці відходами з умістом кадмію. В організм японців, котрі мешкали поблизу, щодня потрапляло до 600 мкг цієї отрути! На­громаджується він у золі під час спалювання сміття на звалищах.

Ртуть (Hg) – високотоксична речовина, особливо отруює органічні сполуки – метилртуть, етилртуть та ін. В довкілля по­трапляє з відпрацьованих люмінесцентних ламп, батарейок тощо.

2. «Нові» забруднювачі.

«Нові» забруднювачі, винайдені людиною, яких природа раніше не знала й не мала часу підготувати до них екосистеми, за своєю фізико-хімічною структурою чужі всьому живому й не можуть перероблятися, втягуватися в обмінні процеси.

До таких небезпечних забруднювачів належать поліхлорбіфеніли (ПХБ), полібромні біфеніли (ПББ), поліциклічні ароматичні вуглеводні (ПАВ) – їх виробляють понад 600 видів, нітрозоаміни, вінілхло­риди (містяться в різних плівках, поліетиленових упаковках, па­кетах, трубах), майже всі синтетичні пральні порошки.

Більшість із цих речовин є канцерогенними (раковими), вони впливають на генетичний апарат людей. Прихований період хвороб (а це дуже небезпечно!) від отруєння такими речовинами становить 10–15 років.

Важливо наголосити: за сучасних умов атмосферне повітря, води, грунти водночас забруднюються кількома шкідливими речовинами. Кожна з них, узята окремо, може мати концентра­цію, меншу за ГДК (тобто не становить небезпеку для здоров'я), але сукупна дія всіх забруднювачів дає сильний негативний ефект, як і в разі, коли набагато перевищується ГДК якого-небудь токсиканта. Це явище називають ефектом підсумовування дії шкідливих речовин, або синергічним ефектом.

3. Методи визначення якості та обсягів забруднень.

Для з'ясу­вання ступеня забруднення довкілля та впливу того чи іншого забруднювача (полютанта, токсиканта) на біоту й здоров'я люди­ни, оцінки шкідливості забруднювачів і міри їхньої небезпеч­ності, проведення екологічних експертиз довкілля в межах районів, регіонів чи окремих об'єктів сьогодні в усьому світі використовують такі поняття, як гранично допустимі концент­рації (ГДК) шкідливих речовин, гранично допустимі викиди (ГДВ) і скиди (ГДС), гранично допустимі екологічні навантажен­ня (ГДЕН), ступінь екологічної витривалості ландшафту (СЕВЛ), максимально допустимий рівень забруднення (МДРЗ), кризова екологічна ситуація (КЕС), санітарно-захисні зони (СЗЗ) та ін.