Забруднення та їх класифікація

Розділ 5

ПРИРОДНІ ТА АНТРОПОГЕННІ ЗАБРУДНЕННЯ БІОСФЕРИ

ЗАБРУДНЕННЯ ТА ЇХ КЛАСИФІКАЦІЯ

До недавнього часу (приблизно до XIII ст., коли чисельність населення становила 300-350 млн чоловік) природа активно переробляла всі надходження речовин у біосферу, тобто відбувалося самоочищення. Продукти життєдіяльності всіх організмів, включаючи й людину, були переважно органічного походження. Після перетворення їх редуцентами на неорганічні сполуки вони включалися в природний колообіг речовин. Знаряддя праці чи предмети вжитку, хоча й мали неорганічну природу, використовувались у відносно невеликій кількості, і це не становило загрози для навколишнього природного середовища. Проте в подальшому, із зростанням чисельності населення, значно збільшувалися його потреби, для задоволення яких людство почало залучати багато нових речовин (порох, кислоти, солі, пізніше – різні хімічні препарати для боротьби з шкідниками сільського господарства тощо), які були не властиві природі і за відносно невеликий проміжок часу вона не встигала до них адаптуватися, тобто вони не включалися в природний процес колообігу речовин. Це призвело до їх накопичення і в подальшому стало завдавати значної шкоди екосистемам загалом і людині зокрема.

Отже, забруднення – це внесення у навколишнє середовище або виникнення в ньому нових, зазвичай не характерних хімічних і біологічних речовин, агентів або внесення в надлишковій кількості будь-яких уже відомих речовин, які чинять шкідливий вплив на природні екосистеми й людину і яких природа не здатна позбутися самоочищенням. Речовини, які спричинюють забруднення навколишнього природного середовища, називають забрудниками, або полютантами. Забруднення біосфери означає не просто внесення в ґрунт, воду чи повітря тих або інших чужорідних компонентів. У будь-якому випадку об'єктом забруднення є біогеоценоз. Надлишок одних речовин у природному середовищі або наявність інших призводить до зміни екологічних факторів (змінюються склад атмосфери, води, ґрунту тощо). При цьому порушуються процеси обміну речовин, знижується інтенсивність асиміляції продуцентів і біопродуктивність біогеоценозу загалом. Завдається велика шкода вам процесам життєдіяльності, яка в кінцевому підсумку призводить до екологічної кризи та екологічної катастрофи. Під екологічною кризою розуміють ситуацію, що виникла в природних екосистемах у результаті порушення рівноваги під дією стихійних природних явищ або в результаті антропогенних факторів (вирубування лісів, зарегулювання рік, забруднення атмосфери, гідросфери, ґрунтів тощо). Екологічна катастрофа – це зміни необоротного характеру, що відбулися в екосистемах чи в біосфері.

Забрудники, що потрапили в атмосферне повітря чи води Світового океану, переміщуються на значні відстані і можуть опинитися там, де їх раніше не було. Більшість з них хімічно активні і здатні взаємодіяти з живою речовиною. Ввійшовши до складу тканин і органів живих організмів, такі речовини здебільшого стають отрутою для живої природи.

Існують різні принципи класифікації забруднень навколишнього середовища. Розглядаючи процес забруднення біосфери в широкому розумінні з позицій теорії перешкод, Г. В. Стадницький і А. І. Радіонов (1988) запропонували класифікувати їх так (див. схему на с. 62).

Інгредієнтне забруднення, як сукупність речовин, кількісно або якісно чужорідних природним біогеоценозам; параметричне забруднення, спричинене зміною якісних параметрів навколишнього середовища; біоценотичне забруднення, яке полягає в дії на склад і структуру популяцій живих організмів; стаціально-деструктивне забруднення, що являє собою зміну ландшафтів і екологічних систем у процесі природокористування, пов'язану з оптимізацією природи в інтересах людини. Цю класифікацію вірніше було б назвати класифікацією перешкод, які заважають нормальному функціонуванню біосфери і завдають шкоди біоценозам та біотопам. Проте нас цікавить антропогенний тиск на біосферу, насамперед наслідки впливу на біосферу техногенної діяльності людини. Тому в подальшому ми розглянемо класифікацію забруднень, які є наслідком техногенної діяльності людини.

Забруднення поділяють на природні, спричинені будь-якими природними, зазвичай катастрофічними чинниками (повені, виверження вулканів, селевий потік тощо), і антропогенні, що виникають внаслідок діяльності людей. Антропогенні забруднення за типом походження поділяють на механічні, хімічні, фізичні та біологічні.

До механічних забруднень відносять різні предмети у воді й ґрунті, а також тверді часточки різного розміру. Хімічні забруднення – це різноманітні сторонні штучні хімічні речовини (рідкі, тверді тагазоподібні), які утворилися внаслідок хімічної реакції в хімічній, металургійній чи інших галузях господарства. Вони потрапляють у біосферу і порушують встановлені природою процеси колообігу речовин та енергії. Фізичні забруднення поділяють на теплові, електричні, радіаційні та світлові, а також шуми, вібрації та гравітаційні сили.

Теплові (термальні) забруднення виникають внаслідок підвищення температури середовища, головним чином у зв'язку з промисловими викидами нагрітих відхідних газів і води. Світлові забруднення пов'язані з порушенням природного освітлення місцевості в результаті дії штучних джерел світла, що призводить до появи аномалій у житті тварин і розвитку рослин. Шумове забруднення є наслідком збільшення інтенсивності шуму понад природний рівень. Електромагнітне забруднення створюється в результаті зміни електромагнітних властивостей середовища (від ліній електропередач, радіо і телебачення тощо), що призводить до геофізичних аномалій і змін у біологічних структурах. Радіоактивне забруднення пов'язане з підвищенням природного радіаційного фону і концентрації в середовищі радіоактивних речовин. Мікробіологічне (мікробне) забруднення спричинюється появою незвично великої кількості мікроорганізмів внаслідок масового їх розмноження на антропогенних субстратах або середовищах, які змінилися внаслідок господарської діяльності людини.

Згідно з іншою класифікацією, техногенні забруднення поділяють на дві основні групи – матеріальні та енергетичні:

- подразнювальні – призводять до подразнення дихальних шляхів та слизової оболонки (хлор, аміак, сірчистий газ, фторид гідрогену, оксиди нітрогену, озон, ацетон та ін.).

канцерогенні – призводять до появи ракових пухлин (азбест, радон, оксиди хром у та ін.).

- мутагенні – зумовлюють зміну спадкової інформації (свинець, радій, уран та ін.).

До матеріальних належать викиди в атмосферу (газоподібні, рідкі, тверді та змішані), стічні води (умовно чисті й брудні) та тверді відходи (нетоксичні й токсичні). До енергетичних віднесені теплові викиди, шум, вібрація, ультразвук, електромагнітні поля, світлове, лазерне, інфрачервоне, ультрафіолетове, йонізуюче та електронне випромінювання. За ознакою взаємодії з навколишнім середовищем забруднення поділяють на стійкі, які не руйнуються впродовж тривалого часу (наприклад, пластмаси), і нестійкі, які швидко руйнуються під дією природних фізико-хімічних або біохімічних процесів.

Під навмисними забрудненнями розуміють цілеспрямоване знищення лісів, використання родючих земель і пасовиськ під забудову, утворення внаслідок техногенної діяльності людей кар'єрів, шламонакопичувачів, териконів, мулових майданчиків, неправильне використання поверхневих і підземних вод, мінеральних та інших природних ресурсів.

Супутнє забруднення – це поступові зміни біосфери під впливом антропогенної діяльності (спустелювання, потепління в результаті «парникового ефекту», руйнування озонового шару, висихання боліт, озер, морів, випадання кислотних дощів тощо).

Антропогенні відходи виникають як у результаті промислової діяльності, так і споживання. Відповідно до цього їх поділяють на відходи виробництва і відходи споживання. Відходами виробництва вважають невикористані залишки сировини, матеріалів або напівфабрикатів, що утворилися при виготовленні продукції і повністю або частково втратили свої споживчі властивості. До них належать також продукти фізико-хімічної чи механічної переробки сировини, отримання яких не було метою виробничого процесу і які в подальшому можуть бути використані в господарстві як готова продукція після відповідної обробки або як сировина для подальшого перероблення.

Таблиця 5.1. Класифікація речовин за ступенем небезпечності (ДГСТ 12.1.007-76)

До відходів споживання відносять різні вироби, комплектувальні деталі тощо, які з тих чи інших причин не придатні для подальшого використання. Ці відходи поділяють на промислові та побутові. До перших належать металобрухт, обладнання, що вийшло з ладу, вироби технічного призначення з гуми, пластмаси, скла тощо. До побутових належать харчові відходи, зношені вироби побутового призначення (одяг, взуття та ін.), різноманітні використані вироби (пакувальні матеріали, скляна та інші види тари), побутові стічні води тощо.

Класифікацію відходів можна здійснювати за такими ознаками: за місцем утворення, можливістю переробки, агрегатним станом, токсичністю. За місцем утворення відходи поділяють на промислові, агропромислові та побутові. За можливістю переробки всі відходи можна поділити на вторинні матеріальні ресурси, які вже переробляються або переробка яких планується, і на відходи, переробка яких на даному етапі розвитку економіки недоцільна і які становлять безповоротні втрати. За агрегатним станом відходи поділяються на тверді (гравій, пісок тощо), рідкі (розчини, емульсії, суспензії тощо) та газоподібні (гази та їх суміші, водяна пара, парогазова суміш). За токсичністю відходи класифікують залежно від небезпечності отруєння на чотири класи (табл. 5.1).