Экологические катастрофы и их последствия
в окружающую среду служат металлообрабатывающая и металлургическая
промышленность, регенерация проволочных материалов, выхлопные газы
автомобилей, целлюлозно-бумажная промышленность, возгорание и поломка
электрического оборудования. Наконец, источники диоксинов — это лесные
пожары (леса, обработанные хлорфенольными пестицидами), хлорирование
питьевой воды, работа домашних печей, использующих "техногенную" древесину.
Пик выброса диоксинов пришелся на 60—70-е годы нашего столетия, в
результате расширения производства отбеленной бумаги, а также веществ, в
технологии синтеза которых использовался хлор. Большой вклад в диоксиновое
загрязнение внесли строительство мусоросжигательных заводов и война во
Вьетнаме. США, начиная с 1964 г. применили на территории Индокитая в
качестве "экологического оружия" 57 тысяч тонн гербицидов, содержащих
диоксины. Сегодня на территории вьетнамской провинции Контум (области,
наиболее подвергшейся диоксиновому загрязнению) содержится не менее
полукилограмма ТХДД; этого количества достаточно, чтобы отравить половину
73-миллионного населения Вьетнама.
Биоаккумуляция ТХДД изучена в модельных экспериментах. Было показано, что
содержание радиоактивно меченного ТХДД в личинках комаров и морских
креветок было в 9000 и 1570 раз выше, чем в воде, соответственно. При
анализах растительности из области Севезо после известной аварии было
обнаружено до 50 мг/кг ТХДД. В последующие годы содержание диоксина во
вновь выросших растениях, не имевших прямого контакта с аэрозольным
облаком, содержащим диоксин, концентрация ТХДД резко снизилась.
Через год после аварии в мякоти фруктов ТХДД не был обнаружен, но найден в
кожуре в количествах до 100 нг/кг. Это свидетельствует о том, что
загрязнение было обусловлено пылью, а не поглощением растениями. Содержание
ТХДД в корнях многих растений, собранных на загрязненной диоксинами
территории было существенно выше, чем в почве и наземной части растений.
Результаты анализа тканей диких животных, обитающих в загрязненных зонах в
Севезо и прилегающих районах
|Животные и орган |Число |Максимальное |
| |образцов/число |содержание |
| |образцов, |ТХДД (нг/г) |
| |содержащих ТХДД | |
|Кролики (печень) |6/4 |13 |
|Полевые мыши |14/14 | |
|(организм в целом) | | |
|Крысы (печень) |4/4 |28 |
|Земляные черви |2/2 |12 |
|(организм в целом) | | |
|Лягушки (печень) |1/1 |1,2 |
|Змеи (печень) |1/1 |3 |
Исследовалось содержание ТХДД в жировой ткани и плазме крови немецких
рабочих гербицидных производств и ветеранов вьетнамской войны. Спустя много
лет высокие концентрации ТХДД, были обнаружены в этих образцах, что
свидетельствует о низком уровне выведения и длительном времени полураспада
диоксина.
Какие же болезни вызываются диоксиновым отравлением? В лабораторных
экспериментах на млекопитающих было показано, что ТХДД поражает различные
органы и системы органов. У крыс, мышей и кроликов повреждается
преимущественно печень, у морских свинок — вилочковая железа и
лимфатические ткани, у нечеловекообразных обезьян — кожа.
Вообще ТХДД в основном способен вызывать патологические изменения в
эпителиальных тканях. ТХДД угнетает у экспериментальных животных клеточный
и гуморальный иммунитет. ПХДД и ПХДФ снижают уровни депонирования витамина
А в печени и влияют на репродуктивные функции у подопытных животных.
Международные Агентства Изучения Рака признали убедительными доказательства
канцерогенности ТХДД для животных. В исследованиях последних лет было
твердо установлено, что ТХДД является промотором печеночного канцерогенеза.
Канцерогенны для животных и другие диоксины и диоксиноподобные соединения —
полихлорированные бифенилы, винилхлорид и др.
У человека (как в результате профессиональных контактов, так и влияния
окружающей среды) в целом описано довольно много признаков и симптомов,
которые можно свести к следующим:
1)кожные проявления — в основном хлоракне.
2)системные эффекты — повышенное содержание холестерина, потеря аппетита и
похудание, расстройство пищеварения (рвота, тошнота, нарушения стула,
непереносимость алкоголя и жирной пищи), боли в мышцах, суставах, слабость
в нижних конечностях, увеличение лимфатических узлов, нарушения со стороны
сердечно-сосудистой системы, мочевыводящих путей, респираторного тракта,
поджелудочной железы,
3) неврологические эффекты — головные боли, потеря слуха, обоняния,
вкусовых ощущений, нарушения зрения;
4) психические эффекты — нарушения сна, депрессия, утрата активности и
мотивов поведения, немотивированные приступы гнева;
Основные заболевания — хлоракне и расстройства печени. Хлоракне — тяжелая
форма угрей, уродующих кожу лица. Заболевание может длиться годами и
практически не поддается лечению.
ДДТ и другие пестициды.
По подсчетам специалистов ежегодно от трети до половины мировых запасов
продовольствия пожирают или повреждают насекомые, плесневые грибки,
грызуны, птицы и другие вредители, которые уничтожают урожай и в поле, и
при его сборе, погрузке, транспортировке и хранении. В случае успешной
борьбы с насекомыми и болезнями, которые поражают зерновые культуры,
ежегодная прибавка урожая составила бы около 200 млн. тонн зерна, что
хватило бы для пропитания 1 млрд. человек.
Швейцарский химик Пауль Мюллер, руководитель лаборатории фирмы «Тейги» в
1938 году обнаружил замечательные инсектицидные свойства у
дихлортрифенилтрихлорэтана (ставшего известным позднее под названием ДДТ) и
спустя 10 лет за это открытие был удостоен Нобелевской премии в области
биологии и медицины. Действительно, уже первые результаты применения этого
"чудо оружия" были просто ошеломляющими — рост урожайности, внедрение
экономичных способов ведения сельского хозяйства, новые эффективные
средства борьбы с насекомыми, переносящими инфекции. Во время Второй
мировой войны ДДТ был применен против вшей, распространяющих сыпной тиф. В
результате это была первая из войн, в которой от тифа погибло меньше людей,
чем от пуль противника. Использование ДДТ против комаров — переносчиков
малярии резко снизили смертность от этого заболевания. Если еще в 1948 г.
только в Индии погибло от малярии более трех миллионов человек, то в 1965
г. в этой стране не было зарегистрировано ни одного случая смерти от
малярии. Именно благодаря ДДТ таким образом удалось спасти миллионы жизней
и именно за это Мюллер по праву получил Нобелевскую премию.
Однако спустя два-три десятилетия выявились и негативные экологические
последствия необдуманного использования ДДТ и многих других пестицидов. ДДТ
— агент, применение которого привело к глобальному загрязнению окружающей
среды. Установлено, что влияние ДДТ на среду географически существенно
шире, чем территория его непосредственного применения в результате
переходов из почвы в воду и воздух, из воздуха в воду и т.д., переноса
биомассой, воздушными массами и океаническими течениями. Таким образом,
сегодня загрязнение природной среды этим инсектицидом приняло повсеместный
характер, ДДТ обнаружен даже в Антарктиде.
Проблемы, связанные с ДДТ и другими синтетическими (в частности с
хлорированными) пестицидами, можно свести к следующим:
1) развитие невосприимчивости вредителей к этим препаратам;
2) устойчивость пестицидов в среде и накопление их в возрастающих
концентрациях в организмах;
3) возрождение вредителей и вторичные вспышки численности;
4) рост материальных затрат на применение пестицидов;
5) нежелательные воздействия на окружающую среду и здоровье человека. В
этих аспектах и целесообразно рассмотреть негативные экологические
последствия действия подобных соединений.
Популяции насекомых-вредителей изменчивы, их генофонд достаточно динамичен
и способен довольно быстро эволюционировать. Обработка пестицидами создает
давление естественного отбора, приводящее к устойчивости популяции.
При экспозиции к ДДТ у людей могут наблюдаться гормональные изменения,
поражения почек, центральной и периферической нервной системы, цирроз
печени и хронический гепатит. Несмотря на практическое отсутствие
генотоксичности, ДДТ отнесен к группе с высоким фактором канцерогенного
риска. Таким образом, ДДТ должен рассматриваться как агент, обладающий
высоким уровнем опасности для окружающей среды и здоровья человека.
Эта опасность ДДТ, как и других пестицидов, вследствие главным образом их
длительной трансформации в окружающей среде, сохраняет свою актуальность и
по сей день, несмотря на то, что уже в начале 1970-х годов был наложен
запрет на выпуск и применение некоторых пестицидов. Первой страной, где был
запрещен ДДТ, была Новая Зеландия. СССР был второй страной, но это
запрещение имело две оговорки: применение разрешалось в Узбекистане, где
еще встречались случаи малярии, и в таежных районах, где при вырубке леса
для временных поселений образовывались прогалины, в которых размножались
мыши, а вслед за ними клещи, создавая очаг клещевого энцефалита, с которым
можно эффективно бороться именно ДДТ. Когда в США концентрация ДДТ в молоке
кормящих матерей в результате передачи этого вещества через пищевые цепи
достигла уровня в четыре раза превышающего предельно допустимые, то
применение ДДТ было запрещено. Следует отметить, что США поставляют около
30% пестицидов, используемых в мире. Вместе с тем запрет на ДДТ не
повсеместен. В Австралии и Китае его применяют и по сей день для
опрыскивания фруктовых садов и плантаций, а Индия его продолжает
производить.
Общее количество запрещенных и пришедших в негодность пестицидов составляет
13,4 тыс. тонн. Физическое состояние их, неопределенность химического
состава, не везде удовлетворительные условия хранения, представляют
потенциальную опасность для окружающей среды и здоровья людей. Утилизация
их до настоящего времени практически не проводилась.
Нитриты, нитраты и нитросоединения
Круговорот азота является необходимой составляющей жизни на Земле. Азот,
содержащийся в атмосфере, принимает участие в биосферном круговороте только
после его превращения в органические или неорганические соединения. Такое
превращение происходит как физико-химическими, так и, главным образом,
биологическими путями. Основными фиксаторами азота являются многие виды
бактерий и водорослей. Параллельно с азотофиксацией и нитрификацией идет и
процесс денитрофикации. Естественный круговорот азота в биосфере
существенно меняется вследствии загрязнения среды окислами азота —
продуктами деятельности промышленных предприятий и транспорта (при сжигании
горючих ископаемых — нефти, угля, мазута и бензина), а также применения
азотных удобрений образуется большое количество окислов азота, вовлекаемых
в круговорот. В результате наблюдаются такие экологические нарушения, как
накопление нитратов в пищевых продуктах, кормах для животных, вымывание
удобрений из почвы, эвтрофикация водоемов, разрушение трофических цепей и
т.д.
Нитраты представляют собой соли азотной кислоты (HNО3), нитриты же являются
солями азотистой кислоты (HNО2). Нитриты легко окисляются в соответствующие
нитраты. Концентрация первых в среде обычно очень низка (в воде, например
1—10 мг/л), в то время как концентрация нитратов высока (50—100 мг/л).
Среди нитратов наиболее известны нитраты аммония, натрия, калия, кальция,
обычно называемые селитрами. Все селитры широко и давно используются в
качестве удобрений.
Нитраты и нитриты применяются в пищевой и стекольной промышленности, для
получения ракетного топлива, пиротехнических и взрывчатых веществ, порохов,
используются в резиновом и текстильном производствах, гальванотехнике и
медицине. Нитриты и нитраты являются широко применяемыми консервантами для
продуктов питания. Значительная часть (около 40%) нитритов поступает с
мясными и рыбными продуктами, нитраты же человек получает главным образом с
овощами. Содержание нитритов и нитратов в некоторых пищевых продуктах
представлено в таблице 14. Наибольшей способностью к аккумуляции нитратов
обладают представители тыквенных, крестоцветных, маревых растений, причем
существует значительная разница между сортами одной и той же культуры.
Продукты животного происхождения содержат относительно меньшие концентрации
нитритов и нитратов. В связи с различным содержанием этих агентов в пищевых
продуктах, в различных странах широко варьируют и нормы их суточного
потребления.
2. Физические ЭОФ.
"У природы есть предел терпения, когда людские злодеяния превышают меру,
она начинает мстить".
Махатма Ганди
Радиация и радиоактивное загрязнение
Другой, важный, привлекающий всеобщее внимание ЭОФ — радиационные и
радиоактивные загрязнения. Основным их источником являются техногенные
аварии на ядерных установках. Последние имеются на атомных электростанциях
(АЭС), установлены на некоторых ледоколах, подводных лодках и спутниках.
Кроме того, в различных отраслях промышленности, хозяйстве и медицине
широко распространены радиоактивные вещества. В 1956 году электроэнергию
дал первый опытный реактор Арагонской национальной лаборатории (США).
Принцип получения электричества за счет атомной энергии заключается в
использовании энергии урана-235. Этот процесс происходит в специальных
тепловыделяющих элементах расположенных в активной зоне реактора. При
делении выделяется тепло, и образуются радиоактивные отходы, гамма-лучи и
нейтроны. Выделяющееся тепло нагревает воду, образовавшийся пар вращает
турбину, вырабатывая электрический ток.
На АЭС мира за весь период их эксплуатации насчитывается три крупных
аварии. Первая из них произошла в 1957 г. на английском заводе "Селлафильд"
(Уиндскайл), занимавшимся регенерацией ядерного топлива. Во внешнюю среду
поступило 740 TBK J-131, 22,2 ТВК Cs-137, 3,0 ТВК Sr-89 и 0,33 ТВК Sr-90. В
этом эпизоде погибло 13 человек и более 260 заболели. Весной 1979 г. на
расположенной близ Гаррис-берга (штат Пенсильвания, США) произошла вторая
крупная авария на АЭС "Тримайл Айленд". Из-за поломки в системе водяного
охлаждения в атмосферу вырвались радиоактивные пары. Радиоактивное
загрязнение, распространяясь воздушным путем, захватило значительные
территории. К счастью никто из людей не пострадал. Одна из крупнейших
экологических катастроф — Чернобыльская авария. В ночь на 26 апреля 1986
г., когда два взрыва разрушили 4-й блок Чернобыльской АЭС, произошел выброс
в атмосферу радиоактивного вещества. Облако, содержащее 30 млн. Сu покрыло
территорию, границы которой: на севере — Швеция, на западе — Германия,
Польша, Австрия, на юге — Греция и Югославия. Еще 20 млн. Сu выпало в виде
осадков, захватив территорию в 130 тыс.кв.км. на Украине, Белоруссии,
северо-западе России.
Из хозяйственного пользования было выведено 3 тыс.кв.км территории,
эвакуировано около 116 тыс. человек. По некоторым оценкам до 50%
радиоактивных йода и цезия, имевшихся в активной зоне реактора, попало в
атмосферу. Выброс радиоактивных веществ в атмосферу продолжался до 6 мая
1986 г. К ноябрю того же года реактор был замурован в "саркофаг".
Непосредственный результат аварии — гибель 31 человека и более 200
заболевших лучевой болезнью. Масштабы бедствия заставили обратиться к ранее
скрываемым данным по Южно-Уральской катастрофе. Под этим названием на самом
деле произошло два радиационных события. С 1949 по 1956 гг. в реку Теча
производился постоянный сброс отходов радиохимического предприятия "Маяк".
Даже сегодня количество сброшенных радиоактивных отходов (РАО) точно не
известно, но их состав на треть определялся содержанием стронция-90 и цезия-
137. Облучению подверглось 28 тысяч человек. Дозы облучения достигали
300—400 бэр. Лучевой болезнью заболело 935 человек. Отселено 7500 жителей.
В сентябре 1957 г. на том же производстве произошел взрыв емкости с РАО. В
воздух было выброшено более 2 млн. Сu — стронций-90, цезий-137, цирконий-
95, рутений-106. Площадь этого, т.н. Восточно-Уральского следа — 23
тыс.кв.км., а в его зоне оказалось 270 тысяч человек. Переселено 10 тысяч
человек.
Еще один важный источник радиоактивного загрязнения среды — ядерные
испытания. После того как 16 июля 1945 г. в штате Нью-Мехико было взорвано
первое атомное устройство и затем последовавших атомных бомбардировок
Хиросимы и Нагасаки, началась эра разработки самого страшного и
разрушительного оружия, которое когда-либо существовало на Земле.
В результате взрывов ядерного оружия, прежде всего, изменяются ландшафты и
рельеф местности. Наиболее опасно радиоактивное загрязнение воздуха. С
воздушными течениями радиоактивные вещества могут мигрировать на сотни и
тысячи километров. Необходимо отметить, что утечка, радиоактивности
происходит и при подземных взрывах, а не только при испытаниях ядерного
оружия в атмосфере. Серьезную тревогу вызывает и радиоактивное загрязнение
Мирового океана. Это может происходить и при подводных ядерных испытаниях.
Огромные массы радиоактивных веществ выпадают с осадками после проведения
взрывов. Так, после испытаний атомного оружия на атолле Бикини в 1954 г.
была загрязнена акватория океана на площади около 18 тыс.кв.км. Утечки
радиоактивных веществ в океан из подземных шахт неоднократно регистрировали
и на французском ядерном полигоне на острове Муруроа. Кроме того,
радиоактивное загрязнение вод Мирового океана происходит в результате
захоронения контейнеров с радиоактивными отходами, а также при авариях
судов и подводных лодок, несущих ядерные установки. В докладе норвежской
экологической организации "Бел-луна" по состоянию на 1995 г. "на дне океана
покоятся семь атомных подводных лодок: две американских ("Трешер" и
"Скорпион"), четыре советских (К-8, К-219, К-278 "Комсомолец" и К-27)" и
одна Российская («Курск»)
Экологические оценки последствий радиационных катастроф могут быть сделаны
лишь на небольшой период времени и на уровне радиационных поражений
населения. Воздействия же на экосистемы и долговременные последствия таких'
катастроф не могут быть в настоящее время корректно оценены из-за
отсутствия, как адекватных радиоэкологических оценок, так и углубленных
соответствующих экспериментальных и теоретических исследований по этой
проблеме.
Через почву, воздух и воду радиоактивные загрязнения попадают в растения и
организм животных и человека. Радиоактивное излучение проникает в клетки,
останавливая деление и разрушая их, что приводит к лучевой болезни или даже
к мгновенной смерти. Но это наблюдается при больших дозах воздействия,
однако, очевидно, наиболее опасны низкие дозы радиации. При этом
повреждается наследственный аппарат клетки и в результате могут развиваться
лейкозы и злокачественные опухоли, а облучение половых клеток чревато
врожденными дефектами у потомства. Установлено, что допустимое облучение
населения в нормальных условиях за год составляет 500 мбэр (0,06 мбэр/час),
разовое допустимое аварийное облучение населения— 10 бэр, местное облучение
при рентгеноскопии желудка — 30 бэр, облучение же дозой мощностью свыше 100
бэр приводит к развитию лучевой болезни, причем тяжелая степень лучевой
болезни, при которой погибают 50% облученных наблюдается при дозе в 450
бэр
Действие ионизирующей радиации на биогеоценозы изучено не достаточно.
Исключение составляют лесные экосистемы, среди которых наиболее
чувствительными являются хвойные деревья. Это связано с тем, что
вечнозеленая крона деревьев этих пород задерживает значительную часть
выпадающих радионуклидов, что приводит к повреждению жизненно важных и
репродуктивных органов растений и даже к гибели.
Страницы: 1, 2, 3, 4
|