Основные экологические проблемы

На территории Российской Федерации проблема загрязнения поверхностных и подземных вод соединениями азота становится все более актуальной. Эколого-геохимическое картирование центральных областей Европейской России показало, что поверхностные и грунтовые воды этой территории во многих случаях характеризуются высокими концентрациями нитратов и нитритов. Режимные же наблюдения свидетельствуют об увеличении этих концентраций во времени.

Сходная ситуация складывается с загрязнением подземных вод органическими веществами. Это связано с тем, что подземная гидросфера не способна к окислению большой массы поступающей в нее органики. Следствием этого является то, что загрязнение гидрогеохимических систем постепенно становится необратимым.

Однако нарастающее количество не окисленных органических веществ в воде сдвигает процесс денитрификации вправо (в сторону образования азота), что способствует уменьшению концентраций нитратов и нитритов.

На сельскохозяйственных территориях с высокой агронагрузкой выявлено заметное увеличение в поверхностных водах соединений фосфора, что является благоприятным фактором для эвтрофикации бессточных водоемов. Отмечается также возрастание в поверхностных и грунтовых водах устойчивых пестицидов.

Оценка состояния водной среды по нормативному подходу осуществляется путем сравнения присутствующих в ней загрязняющих веществ с их ПДК и другими нормативными показателями, принятыми для объектов хозяйственно-питьевого, культурно-бытового водопользования.

Такие показатели начинают разрабатываться не только для выявления избыточного количества загрязняющих веществ, но и для установления дефицита в питьевой воде жизненно важных (эссенциальных) химических элементов. В частности, такой показатель в отношении селена имеется для стран ЕЭС.

Всеобщие усилия должны быть направлены главным образом на минимизацию негативных последствий.

Особенно сложно оценить и прогнозировать состояние водного объекта, когда на него влияют и природные, и антропогенные процессы.

Как показали исследования в Московском артезианском бассейне, такие случаи не являются редкостью.

Радиоактивное загрязнение. Радиоактивное загрязнение представляет особую опасность для человека и среды его обитания. Это связано с тем, что ионизирующая радиация оказывает интенсивное и постоянное пагубное воздействие на живые организмы, а источники этой радиации широко распространены в окружающей среде. Радиоактивность - самопроизвольный распад атомных ядер, приводящий к изменению их атомного номера или массового числа и сопровождающийся альфа-, бета- и гамма-излучениями. Альфа-излучение - поток тяжелых частиц, состоящий из протонов и нейтронов. Он задерживается листом бумаги и не способен проникнуть сквозь кожу человека. Однако он становится чрезвычайно опасным, если попадает внутрь организма. Бета-излучение обладает более высокой проникающей способностью и проходит в ткани человека на 1 - 2 см. Гамма-излучение может задерживаться лишь толстой свинцовой или бетонной плитой.

Уровни земной радиации неодинаковы в разных районах и зависят от концентрации радионуклидов вблизи поверхности. Аномальные радиационные поля природного происхождения образуются при обогащении ураном, торием некоторых типов гранитов, других магматических образований с повышенным коэффициентом эманирования, на месторождениях радиоактивных элементов в различных породах, при современном привносе урана, радия, радона в подземные и поверхностные воды, геологическую среду. Высокой радиоактивностью часто характеризуются угли, фосфориты, горючие сланцы, некоторые глины и пески, в том числе пляжные. Зоны повышенной радиоактивности распределены на территории России неравномерно. Они известны как в европейской части, так и в Зауралье, на Полярном Урале, в Западной Сибири, Прибайкалье, на Дальнем Востоке, Камчатке, Северо-востоке. В большинстве геохимически специализированных на радиоактивные элементы комплексах пород значительная часть урана находится в подвижном состоянии, легко извлекается и попадает в поверхностные, подземные воды, затем в пищевую цепь. Именно природные источники ионизирующего излучения в зонах аномальной радиоактивности вносят основной вклад (до 70 %) в суммарную дозу облучения населения, равную 420 мбэр/год. При этом эти источники могут создавать высокие уровни радиации, влияющие в течение длительного времени на жизнедеятельность человека и вызывающие различные заболевания вплоть до генетических изменений в организме. Если на урановых рудниках ведется санитарно-гигиеническое обследование и принимаются соответствующие меры по охране здоровья сотрудников, то воздействие естественной радиации за счет радионуклидов в горных породах и природных водах изучено крайне слабо. В урановой провинции Атабаска (Канада) выявлена Уолластоунская биогеохимическая аномалия площадью около 3 000 км², выраженная высокими концентрациями урана в хвое черной канадской ели и связанная с поступлением его аэрозолей по активным глубинным разломам. На территории России такие аномалии известны в Забайкалье.

Среди естественных радионуклидов наибольшее радиационное генетическое значение имеют радон и его дочерние продукты распада (радий и др.). Их вклад в суммарную дозу облучения на душу населения составляет более 50 %. Радоновая проблема в настоящее время считается приоритетной в развитых странах и ей уделяется повышенное внимание со стороны МКРЗ и МКДАР при ООН. Опасность радона (период полураспада 3,823 суток) заключается в его широком распространении, высокой проникающей способности и миграционной подвижности, распаде с образованием радия и других высокорадиоактивных продуктов. Радон не имеет цвета, запаха и считается "невидимым врагом", угрозой для миллионов жителей Западной Европы, Северной Америки.

В России радоновой проблеме начали уделять внимание лишь в последние годы. Территория нашей страны в отношении радона слабо изучена. Полученная в предыдущие десятилетия информация позволяет утверждать, что и в Российской Федерации радон широко распространен как в приземном слое атмосферы, подпочвенном воздухе, так и в подземных водах, включая источники питьевого водоснабжения.

По данным Санкт-Петербургского научно-исследовательского института радиационной гигиены, наибольшая концентрация радона и его дочерних продуктов распада в воздухе жилых помещений, зафиксированная в нашей стране, соответствует дозе воздействия на легкие человека 3-4 тысячи бэр в год, что превышает ПДК на 2 - 3 порядка. Предполагается, что вследствие слабой изученности радоновой проблемы в России возможно выявление высоких концентраций радона в жилых и производственных помещениях целого ряда регионов.

К ним прежде всего относятся радоновое "пятно", захватывающее Онежское озеро, Ладожское и Финский залив, широкая зона, прослеживающаяся от Среднего Урала в западном направлении, южная часть Западного Приуралья, Полярный Урал, Енисейский кряж, Западное Прибайкалье, Амурская область, северная часть Хабаровского края, Чукотский полуостров.

Особенно актуальна радоновая проблема для мегаполисов и крупных городов, в которых имеются данные о поступлении радона в подземные воды и геологическую среду по активным глубинным разломам (Санкт-Петербург, Москва).

Каждый житель Земли в последние 50 лет подвергся облучению от радиоактивных осадков, вызванных ядерными взрывами в атмосфере в связи с испытаниями ядерного оружия. Максимальное количество этих испытаний имело место в 1954 - 1958 г.г. и в 1961 - 1962 г.г.

Существенная часть радионуклидов при этом выбрасывалась в атмосферу, быстро разносилась в ней на большие расстояния и в течение многих месяцев медленно опускалась на поверхность Земли.

При процессах деления атомных ядер образуется более 20 радионуклидов с периодами полураспада от долей секунды до нескольких миллиардов лет.

Второй антропогенный источник ионизирующего облучения населения продукты функционирования объектов атомной энергетики.

Хотя при нормальной работе АЭС выбросы радионуклидов в окружающую среду незначительны, Чернобыльская авария 1986 года показала чрезвычайно высокую потенциальную опасность атомной энергетики.

Глобальный эффект радиоактивного загрязнения Чернобыля обусловлен тем, что при аварии радионуклиды были выброшены в стратосферу и уже в течение нескольких суток были зафиксированы в Западной Европе, затем в Японии, США и других странах.

При первом неконтролируемом взрыве на Чернобыльской АЭС в окружающую среду поступали очень опасные при попадании в организм человека сильно радиоактивные "горячие частицы", представляющие собой тонкодисперсные фрагменты графитовых стержней и других конструкций атомного реактора.

Образовавшееся радиоактивное облако накрыло огромную территорию. Общая площадь загрязнения в результате Чернобыльской аварии цезием-137 плотностью 1 -5Ки/км² только на территории России в 1995 году составила около 50 000 км².

Из продуктов деятельности АЭС особую опасность представляет тритий, накапливающийся в оборотной воде станции и поступающий затем в водоем-охладитель и гидрографическую сеть, бессточные водоемы, подземные воды, приземную атмосферу.

В настоящее время радиационная обстановка в России определяется глобальным радиоактивным фоном, наличием загрязненных территорий вследствие Чернобыльской (1986 г.) и Кыштымской (1957 г.) аварий, эксплуатацией урановых месторождений, ядерного топливного цикла, судовых ядерно-энергетических установок, региональных хранилищ радиоактивных отходов, а также аномальными зонами ионизирующих излучений, связанных с земными (природными) источниками радионуклидов.

Истощение и  загрязнение почвы. Почвы - еще один ресурс, подвергающийся чрезмерной эксплуатации и загрязнению. Основная причина сокращения площади плодородных почв – несовершенство сельского хозяйства. Распаханный плодородный слой часто смывается осадками или реками ( водная эрозия ) или развеивается ветром ( ветровая эрозия ). Распашка обширных степных площадей в США и в нашей стране стала причиной пыльных бурь и гибели миллионов гектаров плодороднейших земель. Избыточное орошение, особенно в условиях жаркого климата, может вызывать засоление почв. Это также одна из основных причин их выпадения из сельскохозяйственного оборота.

В основном на почвы воздействует опасное радиоактивное загрязнение. Долгоживущие радиоактивные элементы сохраняются в экосистемах сотни  лет. Они накапливаются в организмах животных и растений, вызывая различные  заболевания.

Сокращение  природного разнообразия. Чрезмерная эксплуатация, загрязнение, а иногда и просто варварское уничтожение природных сообществ приводит к резкому снижению разнообразия живого. Мы являемся. Мы являемся свидетелями вымирания, которое может стать крупнейшим в истории жизни на Земле.

За последние 300 лет  с лица Земли исчезло больше видов  птиц и млекопитающих, чем за предшествующие 10 000 лет. Вымирание крупных животных драматично, и они подлежат охране. Однако главный ущерб разнообразию состоит не в их гибели. В нашем столетии в связи с расчисткой новых площадей для сельскохозяйственного производства, развитием промышленности и загрязнением среды площади многих природных экосистем стремительно сокращаются или оказываются нарушенными. При этом вымирают десятки и сотни тысяч видов животных и растений., большинство из которых так никогда и не будут описаны наукой. Особенно ускорился этот процесс в связи с уничтожением тропических лесов. Их площадь за последние 200 лет сократилось почти вдвое и продолжает уменьшаться на 1% ежегодно. Из-за этого каждый год с лица Земли безвозвратно исчезает несколько десятков тысяч видов. Они больше никогда не появятся и никогда не станут известны человеку. Почти полностью исчезли степи в Евразии и прерии в США. Интенсивно разрушаются сообщества тундры. Во многих районах под угрозой коралловые рифы и другие морские сообщества.

В нарушенных, обеденных  из-за воздействия человека сообществах, на наших глазах уже возникают  новые виды с непредсказуемыми свойствами, и этот процесс будет лавинообразно нарастать. При внедрении этих видов в «старые» сообщества может произойти их разрушение - экологический кризис.

3. ПУТИ РЕШЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ.

Общая цель –  достижение сбалансированного развития. Путь к решению современных экологических проблем – это достижение сбалансированного развития человечества. Сбалансированное развитие, Международная комиссия по охране окружающей среды и развитию ООН характеризует как путь социального, экономического и политического прогресса, позволяющий удовлетворить нужды настоящего, не подрывая способности будущих поколений удовлетворить их нужды. Иными словами, человечество должно научиться «жить по средствам», т.е. использовать природные ресурсы, не подрывая их; вкладывать деньги в «страховку» - финансировать программы, направленные на предотвращение катастрофических последствий собственной деятельности. Среди важнейших таких программ – сдерживание роста населения; развитие новых промышленных технологий, позволяющих избежать загрязнения, и поиски новых, «чистых» источников энергии; увеличение производства продовольствия при сохранении прежних посевных площадей.

Необходимость регулирования рождаемости. Нынешние темпы роста населения не могут сохраняться долго. Вероятно, ко второй половине XXI в. население Земли стабилизируется на уровне около 10 млрд. человек. Этот прогноз основывается на предположении, что рождаемость в развивающихся странах снизится.

Известный биолог биолог, профессор Н.Н. Воронцов пишет: «  У всех живых организмов существуют пределы роста, а человеческая популяция не исключение. Никакое сколько-нибудь реальное улучшение жизни человечества невозможно, если все усилия будут уходить только на то, чтобы прокормить быстро увеличивающееся население Земли».

Сейчас практически  во всем мире признается необходимость регулировать рождаемость. В большинстве развивающихся стран существуют правительственные программы по контролю за рождаемостью. Проблема заключается в том, что рождаемость снижается параллельно с ростом уровня благосостояния, а при нынешнем быстром темпе роста населения благосостояние можно поднять лишь при очень высоких темпах экономического развития. При этом нагрузка на окружающую среду может превысить допустимый уровень. Снижение рождаемости – единственный приемлемый способ вырваться из этого порочного круга.

Стратегия развития промышленности и энергетики и борьба с загрязнениями. Стратегическое направление развития промышленности – переход на новые вещества и технологии, позволяющие уменьшить выбросы загрязнителей. Общее правило заключается в том, что предотвратить загрязнение легче, чем ликвидировать его последствия. Для этого в промышленности применяются системы очистки сточных вод и газоулавливающие установки, на выхлопных трубах автомобилей устанавливаются специальные фильтры. Уменьшению загрязнения среды способствует переход на новые, более «чистые» источники энергии. Например, сжигание на теплоэлектростанциях природного газа вместо угля позволяет резко снизить выбросы диоксида серы.