Экологические катастрофы и их последствия

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.

Не следует забывать, что жизнь на Земле возникла и развивалась в

Страницы: 1, 2, 3, 4