hjem

Kapittel vi. teknologisk miljøforurensning

Teknogene utslipp og påvirkninger

Det forrige kapittelet omhandlet i hovedsak to brede kategorier av menneskeskapte påvirkninger: a) endring av landskap og integriteten til naturkomplekser, og b) uttak av naturressurser. Dette kapittelet er viet teknologisk forurensning av økosfæren og det menneskelige miljøet. Teknogen forurensning av miljøet er den mest åpenbare og hurtigvirkende negative årsakssammenhengen i økosfæresystemet: "økonomi, produksjon, teknologi, miljø". Det forårsaker en betydelig del av naturintensiteten til teknosfæren og fører til forringelse av økologiske systemer, globale klimatiske og geokjemiske endringer, og til nederlag for mennesker. Hovedinnsatsen til anvendt økologi er rettet mot å forhindre forurensning av naturen og det menneskelige miljøet.

Ris. 6.1. Klassifisering av teknologisk miljøforurensning

Klassifisering av teknologiske påvirkninger, forårsaket av miljøforurensning, inkluderer følgende hovedkategorier:

1. Materiale og energiegenskaper påvirkninger: mekaniske, fysiske (termiske, elektromagnetiske, stråling, akustiske), kjemiske, biologiske faktorer og midler og deres ulike kombinasjoner (fig. 6.1). I de fleste tilfeller er disse agentene utslipp(dvs. utslipp - utslipp, synker, stråling osv.) av ulike tekniske kilder.

2. Kvantitative egenskaper påvirkninger: styrke og grad av fare (intensitet av faktorer og effekter, masser, konsentrasjoner, egenskaper som "dose - effekt", toksisitet, akseptabilitet i henhold til miljømessige og sanitære og hygieniske standarder); romlige skalaer, prevalens (lokal, regional, global).

3. Tidsparametere og forskjeller i påvirkninger etter arten av effektene: kortsiktig og langsiktig, vedvarende og ustabil, direkte og indirekte, med uttalte eller skjulte sporeffekter, reversible og irreversible, faktiske og potensielle; terskeleffekter.

4. Kategorier av innflytelsesobjekter: ulike levende mottakere (dvs. i stand til å oppfatte og reagere) - mennesker, dyr, planter; miljøkomponenter (miljø av bosetninger og lokaler, naturlandskap, bakkeoverflate, jord, vannforekomster, atmosfære, nær-jorden-rom); produkter og strukturer.

Innenfor hver av disse kategoriene er en viss rangering av den miljømessige betydningen av faktorer, egenskaper og objekter mulig. Generelt sett, når det gjelder arten og omfanget av faktiske påvirkninger, den viktigste kjemisk forurensning, og den største potensielle trusselen kommer fra stråling. Når det gjelder innflytelsesobjektene, er i første omgang selvfølgelig personen. Nylig er ikke bare veksten av forurensning, men også deres totale påvirkning, som ofte overstiger den enkle summeringen av konsekvensene når det gjelder endelig effekt, av spesiell fare.

Fra et økologisk synspunkt er alle produkter fra teknosfæren som ikke er involvert i den biotiske syklusen forurensende stoffer. Selv de som er kjemisk inerte, da de tar opp plass og blir ballasten til økotoper. Produksjonsprodukter blir også forurensende over tid, og representerer "deponert avfall". I en snevrere forstand, materielle forurensninger - forurensninger(fra lat. pollutio - tilsmussing) - de vurderer avfall og produkter som kan ha en mer eller mindre spesifikk negativ innvirkning på miljøkvaliteten eller direkte påvirke resipienter. Avhengig av hvilke av mediene - luft, vann eller jord - som er forurenset av visse stoffer, skiller de seg tilsvarende luftforurensninger, vannforurensninger og terraforurensninger.

Miljøforurensning refererer til utilsiktede, om enn åpenbare, lett oppfattede miljøbrudd. De kommer i forgrunnen ikke bare fordi mange av dem er betydelige, men også fordi de er vanskelige å kontrollere og fulle av uforutsette effekter. Noen av dem, for eksempel teknologiske CO 2 -utslipp eller termisk forurensning, er grunnleggende uunngåelige så lenge drivstoffenergi eksisterer.

Kvantifisering global forurensning. Omfanget av avfall fra den globale menneskeskapte materialbalansen er beskrevet i forrige kapittel. Husk at den totale massen av avfall fra moderne menneskehet og produkter fra teknosfæren er nesten 160 Gt/år, hvorav omtrent 10 Gt utgjør en masse produkter, dvs. "forsinket uttak".

På denne måten, i gjennomsnitt står én innbygger på planeten for omtrent 26 tonn av alle menneskeskapte utslipp per år. 150 Gt avfall fordeler seg omtrent som følger: 45 Gt (30%) slippes ut i atmosfæren, 15 Gt (10%) slippes ut i vannforekomster, 90 Gt (60%) faller på jordoverflaten.

Disse utslippsvolumene er så store at selv små konsentrasjoner av giftige urenheter i dem kan utgjøre enorme mengder. I følge ulike ekspertuttalelser, den totale massen av teknogene forurensninger tilskrevet forskjellige fareklasser varierer fra 1J5 til 1/8 Gt per år. de. ca. 250-300 kg for hver innbygger på jorden. Det er det det er minste poengsum global kjemisk forurensning.

Kjemiskisering av teknosfæren har nå nådd slike skalaer som i betydelig grad påvirker det geokjemiske utseendet til hele økosfæren. Den totale massen av produserte produkter og kjemisk aktivt avfall fra hele verdens kjemiske industri (sammen med relaterte industrier) oversteg 1,5 Gt/år. Nesten hele denne mengden kan tilskrives forurensninger. Men poenget ligger ikke bare i den totale massen, men også i antallet, variasjonen og toksisiteten til de mange stoffene som produseres. Det er mer enn 10 7 kjemiske forbindelser i verdens kjemiske nomenklatur; hvert år øker antallet med flere tusen. Mer enn 100 tusen stoffer produseres og tilbys på markedet i betydelige mengder, rundt 5 tusen stoffer produseres i masseskala. Imidlertid er de aller fleste produserte og brukte stoffer ikke evaluert med tanke på deres giftighet og miljøfare.

Kilder til teknogene utslipp delt inn i organisert og uorganisert, stasjonær og mobil. Organisert kilder er utstyrt med spesielle enheter for retningsbestemt utslipp (rør, ventilasjonssjakter, utløpskanaler og takrenner, etc.);

utslipp fra uorganisert kildene er vilkårlige. Kilder er også forskjellige i geometriske egenskaper (punkt, linje, areal) og i driftsmodus - kontinuerlig, periodisk, salve.

Prosesser og teknologier. Kildene til den dominerende delen av kjemisk og termisk forurensning er termo kjemiske prosesser i energi - brenselforbrenning og relaterte termiske og kjemiske prosesser og lekkasjer. De viktigste reaksjonene som bestemmer utslippet av karbondioksid, vanndamp og varme (Q):

Kull: C + O 2 ¾® CO 2 og

Hydrokarboner: C n H m + (n + 0,25 m) O 2 ¾® nCO 2 + (0,5 m) H 2 O,

hvor Q = 102,2 (n + 0,25 m) + 44,4 (0,5 m) kJ/mol.

Tilknyttede reaksjoner som bestemmer utslipp av andre forurensninger er assosiert med innholdet av ulike urenheter i drivstoffet, med termisk oksidasjon av luftnitrogen og sekundære reaksjoner, allerede forekommer i miljøet. Alle disse reaksjonene følger med driften av termiske kraftverk, industriovner, forbrenningsmotorer, gassturbin- og jetmotorer, metallurgiprosesser og fyring av mineralråmaterialer. Det største bidraget til energiavhengig forurensning av miljøet kommer fra termisk kraftteknikk og transport.

Ris. 6.2. Effekten av et termisk kraftverk på miljøet

1 - kjele; 2 - rør; 3 - damprør; 4 - elektrisk generator;

5 - elektrisk transformatorstasjon; 6 - kondensator; 7 - vanninntak for kondensatorkjøling; 8 - kjele vannforsyning; 9 - kraftoverføringslinje;

10 - forbrukere av elektrisitet; 11 - vannmasse

Det generelle bildet av virkningen av et termisk kraftverk (TPP) på miljøet er vist i fig. 6.2. Når drivstoff forbrennes, blir hele massen omdannet til fast, flytende og gassformig avfall. Data om utslipp av de viktigste luftforurensningene under drift av termiske kraftverk er gitt i tabell. 6.1.

Tabell 6.1

Spesifikke utslipp til atmosfæren under drift av en 1000 MW TPP som opererer på forskjellige typer drivstoff, g/kW * time

Verdiområdet avhenger av kvaliteten på drivstoffet og typen forbrenningsenheter. Et kullkraftverk med en kapasitet på 1000 MW, med forbehold om nøytralisering av 80 % svoveldioksid, slipper årlig ut 36 milliarder m 3 avgasser, 5000 tonn SO 2, 10000 tonn NO x 3000 tonn støv og røyk partikler, 100 millioner m 3 damp, 360 tusen tonn støv i atmosfæren, tonn aske og 5 millioner m 3 avløpsvann med et urenhetsinnhold på 0,2 til 2 g/l. I gjennomsnitt slippes det ut ca. 150 kg forurensninger per 1 tonn standard drivstoff i brenselvarme- og kraftindustrien. Totalt slippes det ut årlig rundt 700 millioner tonn forurensninger av ulike fareklasser fra stasjonære varme- og kraftkilder i verden, inkludert rundt 400 millioner tonn luftforurensning.

Antall interne forbrenningsmotorer(ICE) i verden oversteg 1 milliard. Rundt 670 millioner av dem er bilmotorer. Resten av beløpet gjelder andre transportformer, landbruksmaskiner, militært utstyr, små motorkjøretøyer og stasjonære forbrenningsmotorer. Mer enn 80 % av flåten består av personbiler. Av de 3,3 milliarder tonn olje som i dag produseres i verden, brukes nesten 1,5 milliarder tonn (45 %) av alle transportformer, inkludert 1,2 milliarder tonn av biler.

Tenk på stoffskiftet til en "gjennomsnittlig" personbil med forgassermotor med et drivstofforbruk i blandet kjøremodus på 8 liter (6 kg) per 100 km. Med optimal motordrift er forbrenning av 1 kg bensin ledsaget av forbruket av 13,5 kg luft og utslippet av 14,5 kg avfallsstoffer. Sammensetningen deres er vist i tabell. 6.2. Tilsvarende uteligger dieselmotor noe mindre. Generelt er det registrert opptil 200 enkeltstoffer i eksosen til en moderne bil. Den totale massen av forurensninger - et gjennomsnitt på ca. 270 g per 1 kg forbrent bensin - gir, i form av hele volumet drivstoff som forbrukes av personbiler i verden, ca. 340 millioner tonn. En lignende beregning for all veitransport ( pluss lastebiler, busser) vil øke dette tallet med minst opptil 400 millioner tonn. Det bør også tas i betraktning at i den faktiske praksisen med å kjøre kjøretøy, søl og lekkasjer av drivstoff og oljer, dannelse av metall, gummi og asfalt støv og skadelige aerosoler er svært viktige.

Tabell 6.2

Sammensetningen av bilens eksosgasser, volumprosent

Metallurgiske prosesser basert på utvinning av metaller fra malm, hvor de hovedsakelig finnes i form av oksider eller sulfider, ved bruk av termiske og elektrolytiske reaksjoner. De mest typiske totale (forenklede) reaksjonene:

(jern) Fe 2 O 3 + 3С + O 2 . ¾®2Fe + CO + 2CO2;

(kobber) Cu 2S + O 2 ¾® 2Cu + SO 2;

(aluminium, elektrolyse) Al 2 O 3 + 2O ¾® 2A1 + CO + CO 2.

Prosesskjede inn jernholdig metallurgi omfatter produksjon av pellets og agglomerater, koks-kjemikalier, masovn, stålproduksjon, valsing, ferrolegering, støperi og andre hjelpeteknologier. Alle metallurgiske stadier er ledsaget av intens miljøforurensning (tabell 6.3). Ved koksproduksjon frigjøres i tillegg aromatiske hydrokarboner, fenoler, ammoniakk, cyanider og en rekke andre stoffer. Jernmetallurgi forbruker et stort nummer av vann. Selv om 80 - 90 % av industrielle behov dekkes av sirkulerende vannforsyningssystemer, når inntaket av ferskvann og utslipp av forurenset avløp svært store volumer, henholdsvis ca. 25 - 30 m 3 og 10 - 15 m 3 per 1 tonn av produkt full syklus. Betydelige mengder suspendert stoff, sulfater, klorider og tungmetallforbindelser kommer inn i vannforekomster med avrenning.

Tabell 6.3

Gassutslipp (før behandling) av hovedstadiene av jernmetallurgi (uten koksproduksjon), i kg/t av det tilsvarende produktet

* kg/m metalloverflate

Ikke-jernholdig metallurgi, til tross for de relativt mindre materialstrømmene i produksjonen, er den ikke dårligere enn jernmetallurgi når det gjelder total utslippstoksisitet. I tillegg til en stor mengde fast og flytende avfall som inneholder så farlige forurensninger som bly, kvikksølv, vanadium, kobber, krom, kadmium, tallium osv., slippes det også ut mange luftforurensninger. Under den metallurgiske behandlingen av sulfidmalm og konsentrater dannes en stor masse svoveldioksid. Så omtrent 95% av alle skadelige gassutslipp fra Norilsk Mining and Metallurgical Plant er SO 2, og utnyttelsesgraden overstiger ikke 8%.

Teknologier i den kjemiske industrien med alle dens grener (grunnleggende uorganisk kjemi, olje- og gasskjemi, trekjemi, organisk syntese, farmakologisk kjemi, mikrobiologisk industri, etc.) inneholder mange i hovedsak åpne materialsykluser. De viktigste kildene til skadelige utslipp er prosessene for produksjon av uorganiske syrer og alkalier, syntetisk gummi, mineralgjødsel, plantevernmidler, plast, fargestoffer, løsemidler, vaskemidler, oljesprengning. Listen over fast, flytende og gassformig avfall fra den kjemiske industrien er enorm både når det gjelder mengden av forurensninger og deres giftighet. I den russiske føderasjonens kjemiske kompleks genereres mer enn 10 millioner tonn farlig industriavfall årlig.

Ulike teknologier i produksjonsindustrien, først og fremst innen maskinteknikk, inkluderer et stort antall ulike termiske, kjemiske og mekaniske prosesser (støperi, smiing og pressing, maskineringsproduksjon, sveising og skjæring av metaller, montering, galvanisk, malings- og lakkbehandling, etc. .). De gir en stor mengde skadelige utslipp som forurenser miljøet. Et betydelig bidrag til den samlede miljøforurensningen gis også av ulike prosesser som følger med utvinning og anrikning av mineralske råvarer og konstruksjon. Bidraget fra ulike grener av industriell produksjon til miljøforurensning er vist i fig. 6.3.

Landbruk og menneskers liv i form av eget avfall - rester og avfallsprodukter fra planter, dyr og mennesker - er i hovedsak ikke kilder til miljøforurensning, siden disse produktene kan inkluderes i det biotiske kretsløpet. Men for det første er moderne landbruksteknologier og kommunale tjenester preget av en konsentrert utslipp av det meste av avfallet, noe som fører til betydelige lokale overskridelser av tillatte konsentrasjoner av organisk materiale og slike fenomener som eutrofiering og forurensning av vannforekomster. For det andre, og enda mer alvorlig, er landbruk og menneskeliv mellommenn og deltakere i spredning og spredning av en betydelig del av industriell forurensning i form av distribuerte utslippsstrømmer, rester av petroleumsprodukter, gjødsel, plantevernmidler og ulike brukte produkter, søppel - fra toalettpapir til forlatte gårder og byer.

Mellom alle miljøer foregår det en konstant utveksling av deler av forurensningene: en tung del av aerosoler, gassrøyk og støvurenheter fra atmosfæren faller ned på jordoverflaten og inn i vannmasser, en del av fast avfall fra jordoverflaten vaskes inn i vannforekomster eller spredt av luftstrømmer. Miljøforurensning påvirker en person direkte eller gjennom en biologisk kobling (fig. 6.4). I teknogene strømmer av forurensninger er en nøkkelplass okkupert av transportmedier - luft og vann.

Ris. 6.3. Russisk industris relative bidrag til miljøforurensning, % (1996)

A - utslipp av forurensninger til atmosfæren;

B - utslipp av forurenset avløpsvann

Ris. 6.4. Ordning med miljøforurensningseffekter

Luftforurensing

Sammensetning, mengde og fare for luftforurensninger. Av de 52 Gt av globale menneskeskapte utslipp til atmosfæren, er mer enn 90 % karbondioksid og vanndamp, som vanligvis ikke klassifiseres som forurensende stoffer (den spesielle rollen til CO 2 -utslipp er diskutert nedenfor). Teknogene utslipp til luft inkluderer titusenvis av enkeltstoffer. Imidlertid er de vanligste, "multi-tonnasje" forurensningene relativt få i antall. Dette er ulike faste partikler (støv, røyk, sot), karbonmonoksid (CO), svoveldioksid (SO 2), nitrogenoksider (NO og NO 2), ulike flyktige hydrokarboner (CH x), fosforforbindelser, hydrogensulfid (H). 2S), ammoniakk (NH 3), klor (C1), hydrogenfluorid (HF). Mengdene av de fem første gruppene av stoffer fra denne listen, målt i titalls millioner tonn og slippes ut i luften rundt om i verden og Russland, er presentert i tabell. 6.4. Sammen med andre stoffer som ikke er oppført i tabellen, er den totale massen av utslipp fra alle organiserte kilder hvis utslipp kan måles på om lag 800 millioner tonn Disse mengdene inkluderer ikke luftforurensning fra vinderosjon, skogbranner og vulkanutbrudd. Dette inkluderer heller ikke den delen av de skadelige stoffene som fanges opp med ulike midler for å rense avgasser.

Den største forurensningen av atmosfæren er begrenset til industriområder. Omtrent 90 % av utslippene skjer i 10 % av landarealet og er hovedsakelig konsentrert til Nord-Amerika, Europa og øst Asia. Luftbassenget i store industribyer er spesielt sterkt forurenset, der teknogene varme og luftforurensninger strømmer, spesielt under ugunstige værforhold (høyt atmosfærisk trykk og termiske inversjoner), ofte skaper støvkupler og -fenomener. stavelse - giftige blandinger av tåke, røyk, hydrokarboner og skadelige oksider. Slike situasjoner er ledsaget av sterke overskudd av MPC av mange luftforurensninger.

Tabell 6.4

Utslipp til atmosfæren av de fem viktigste forurensningene i verden og i Russland (millioner tonn)

I følge statlige poster, de totale utslippene av forurensninger på territoriet til den russiske føderasjonen for 1991-1996. redusert med 36,3 %, som er en konsekvens av produksjonsfallet. Men nedgangen i utslippene er mindre enn nedgangen i produksjonen, og per enhet av BNP forblir utslippene til atmosfæren på samme nivå.

Mer enn 200 byer i Russland, med en befolkning på 65 millioner mennesker, overskrider konstant MPC for giftige stoffer. Innbyggere i 70 byer blir systematisk møtt med å overskride MPC med 10 eller flere ganger. Blant dem er slike byer som Moskva, St. Petersburg, Samara, Jekaterinburg, Chelyabinsk, Novosibirsk, Omsk, Kemerovo, Khabarovsk. I disse byene faller hovedbidraget til den totale mengden utslipp av skadelige stoffer på andelen kjøretøy, for eksempel i Moskva er det 88%, i St. Petersburg - 71%. Når det gjelder bruttoutslipp av forurensninger til atmosfæren, er den økonomiske regionen Ural ledende. Sammen med dette er Russland som helhet ikke hovedleverandøren av skadelige utslipp til atmosfæren, siden strømmen av luftforurensninger per innbygger og per enhetsareal i landet er mye lavere enn i USA og Vest-Europa. Men de er merkbart høyere per enhet av BNP. Dette vitner om produksjonens høye ressursintensitet, utdaterte teknologier og utilstrekkelig bruk av utslippsrensemidler. Av de 25 tusen russiske bedriftene som forurenser atmosfæren, er bare 38% utstyrt med støv- og gassrenseanlegg, hvorav 20% ikke fungerer eller fungerer ineffektivt. Dette er en av grunnene til de økte utslippene av noen små, men giftige miljøgifter - hydrokarboner og tungmetaller.

Russland har en ugunstig geografisk posisjon i forhold til grenseoverskridende overføring av luftforurensninger. På grunn av overvekt av vestlige vinder kommer en betydelig andel av luftforurensningen i det europeiske territoriet til Russland (ETR) fra aerogen transport fra landene i Vest- og Sentral-Europa og nabolandene. Omtrent 50 % av utenlandske forbindelser av svovel- og nitrogenoksider leveres til ETR av Ukraina, Polen, Tyskland og andre europeiske land.

Til integrert vurdering av tilstanden til luftbassenget bruk indeksen for total luftforurensning:

(6.1)

hvor q i er den årlige gjennomsnittlige konsentrasjonen i luften av i-ro-stoffer;

A i - fareindeks i-ro for stoffet, invers MPC for dette stoffet: A i = 1/MPC i ;

C i - koeffisient avhengig av stoffets fareklasse: C i er lik 1,5; 1,3; henholdsvis 1,0 og 0,85 for 1., 2., 3. og 4. fareklasse ( kort informasjon om MPC og fareklasser for de viktigste luftforurensningene er gitt i vedlegg PZ).

I m er en forenklet indikator og beregnes vanligvis for t = 5 - de viktigste konsentrasjonene av stoffer som bestemmer den totale luftforurensningen. Disse fem inkluderer oftest stoffer som benzopyren, formaldehyd, fenol, ammoniakk, nitrogendioksid, karbondisulfid og støv. Indeks I m varierer fra brøkdeler av én til 15-20 - ekstremt farlige nivåer av forurensning. I 1996 ble listen over byer med høyeste nivå atmosfærisk forurensning (I m > 14) inkluderte 44 byer i Russland.

Jordens atmosfære har evnen til å rense seg selv fra forurensninger, takket være de fysiske, kjemiske og biologiske prosessene som foregår i den. Imidlertid har kraften til teknogene forurensningskilder økt så mye at i den nedre troposfæren, sammen med lokal økning konsentrasjoner av enkelte gasser og aerosoler, er det globale endringer. Mennesket invaderer syklusen av stoffer balansert av biota, og øker kraftig frigjøringen av skadelige stoffer i atmosfæren, men sikrer ikke at de fjernes. Konsentrasjonen av en rekke menneskeskapte stoffer i atmosfæren (karbondioksid, metan, nitrogenoksider osv.) vokser raskt. Dette indikerer det assimileringspotensialet til biotaen er nær utmattelse.

Teknogene oksider av svovel og nitrogen i atmosfæren. Sur nedbør. I følge en rekke indikatorer, først og fremst når det gjelder massen og utbredelsen av skadelige effekter, er luftforurensning nummer én svoveldioksid. Det dannes under oksidasjon av svovel som finnes i drivstoffet eller i sammensetningen av sulfidmalm. På grunn av økningen i kapasiteten til høytemperaturprosesser, konverteringen av mange termiske kraftverk til gass og veksten av bilparken, øker utslippene nitrogenoksider, dannet under oksidasjon av atmosfærisk nitrogen. Inntreden i atmosfæren av store mengder SO 2 og nitrogenoksider fører til en merkbar nedgang i nedbørens pH. Dette skyldes sekundære reaksjoner i atmosfæren, som fører til dannelse av sterke syrer - svovelsyre og salpetersyre. Disse reaksjonene involverer oksygen og vanndamp, samt teknogene støvpartikler som katalysatorer:

2S02 + O2 + 2H2O ¾® 2H2S04;

4NO2 + 2H2O + O2¾®4HNO3.

En rekke mellomprodukter av disse reaksjonene vises også i atmosfæren. Oppløsningen av syrer i atmosfærisk fuktighet fører til nedbør "sur nedbør". pH-verdien av nedbør i noen tilfeller synker med 2 - 2,5 enheter, d.v.s. i stedet for de normale 5,6 - 5,7 til 3,2 - 3,7. Det bør huskes at pH er den negative logaritmen av konsentrasjonen av hydrogenioner, og derfor er vann med pH = 3,7 hundre ganger "surt" enn vann med pH = 5,7. I industriområder og i områder med atmosfærisk innføring av svovel- og nitrogenoksider varierer pH-verdien til regnvann fra 3 til 5. Sur nedbør er spesielt farlig i områder med sur jord og lav buffering av naturlig vann. I Amerika og Eurasia er dette enorme territorier nord for 55 ° N. breddegrad. Teknogen syre, i tillegg til en direkte negativ effekt på planter, dyr og mikroflora, øker mobiliteten og utvaskingen av jordkationer, fortrenger karbondioksid fra karbonater og jordorganisk materiale, og forsurer vannet i elver og innsjøer. Dette fører til uheldige endringer i akvatiske økosystemer. De naturlige kompleksene i Sør-Canada og Nord-Europa har lenge følt effekten av sur nedbør.

I store områder observeres nedbrytning av barskog, faunaen til reservoarer blir dårligere. På 70-tallet begynte laks og ørret å dø i elvene og innsjøene i Skottland og Skandinavia. Lignende fenomener forekommer i Russland, spesielt i Nordvest, i Ural og i regionen Norilsk, hvor store områder med taiga og skog-tundra har blitt nesten livløse på grunn av svovelutslipp fra Norilsk-anlegget.

Ødeleggelse av ozonlaget. På 1970-tallet ble det rapportert om regionale reduksjoner i ozon i stratosfæren. Den sesongmessige pulserende ozonhullet over Antarktis med et areal på mer enn 10 millioner km 2 , hvor O 2 -innholdet har gått ned med nesten 50 % på 1980-tallet. Senere begynte "vandrende ozonhull", selv om de var mindre i størrelse og ikke med en så betydelig reduksjon, å bli observert i vintertid og på den nordlige halvkule, i sonene med vedvarende antisykloner - over Grønland, Nord-Canada og Yakutia. Gjennomsnittlig global nedgang for perioden fra 1980 til 1995 er estimert til 0,5-0,7 % per år.

Siden svekkelsen av ozonskjermen er ekstremt farlig for hele den terrestriske biotaen og for menneskers helse, vakte disse dataene oppmerksomhet fra forskere, og deretter hele samfunnet. Det er fremsatt en rekke hypoteser om årsakene til ozonnedbrytning. De fleste eksperter er tilbøyelige til å tro det teknologisk opprinnelse ozonhull. Den mest fornuftige oppfatningen er det hovedårsaken er inngangen til de øvre lagene av atmosfæren av teknogent klor og fluor, samt andre atomer og radikaler som er i stand til ekstremt aktivt å feste atomært oksygen, og dermed konkurrere med reaksjonen

O + O 2 ¾® O 3.

Ris. 6.5. Verdensproduksjon av klorfluorkarboner

Innføringen av aktive halogener i den øvre atmosfæren formidles av flyktige stoffer. klorfluorkarboner Freoner av typen (CFC) (blandede fluorklorider av metan og etan, for eksempel freon-12 - diklordifluormetan, CF 2 CI 2), som, som er inerte og ikke-giftige under normale forhold, brytes ned under påvirkning av kortbølgede ultrafiolette stråler i stratosfæren. Ved å bryte seg løs er hvert kloratom i stand til å ødelegge eller forhindre dannelsen av mange ozonmolekyler. Klorfluorkarboner har en rekke nyttige egenskaper som har ført til utbredt bruk i kjøleaggregater, klimaanlegg, aerosolbokser, brannslukningsapparater, etc. Siden 1950 verdensproduksjon

Ris. 6.6. Global oppvarmingsdata:

A - avvik fra gjennomsnittsverdien av overflatelufttemperatur i det 20. århundre og prognose,

B - global trend for gjennomsnittstemperatur i andre halvdel av århundret

KFK økte årlig med 7 - 10 % (Fig. 6.5) og utgjorde på 80-tallet ca 1 million tonn. Deretter ble det vedtatt internasjonale avtaler som forplikter medlemslandene til å redusere bruken av KFK. Allerede i 1978 innførte USA et forbud mot bruk av KFK-aerosoler. Men utvidelsen av andre anvendelser av KFK har igjen ført til en økning i deres globale produksjon. Næringens overgang til nye ozonbesparende teknologier er forbundet med store økonomiske kostnader. I løpet av de siste tiårene har det dukket opp andre, rent tekniske måter å bringe aktive ozonødeleggere inn i stratosfæren: atomeksplosjoner i atmosfæren, utslipp av supersoniske fly, oppskytninger av raketter og gjenbrukbare romfartøyer. Det er imidlertid mulig at en del av den observerte svekkelsen av jordens ozonskjerm ikke er assosiert med menneskeskapte utslipp, men med sekulære svingninger i atmosfærens aerokjemiske egenskaper og uavhengige klimaendringer.

Drivhuseffekt og klimaendringer. Teknogen forurensning av atmosfæren er til en viss grad assosiert med klimaendringer. Vi snakker ikke bare om den helt åpenbare avhengigheten av mesoklimaet til industrisentre og deres omgivelser av termisk, støv og kjemisk luftforurensning, men også om det globale klimaet.

Fra slutten av 1800-tallet til dags dato er det en tendens til å øke gjennomsnittstemperaturen i atmosfæren (fig. 6.6); i løpet av de siste 50 årene har den steget med rundt 0,7°C. Dette er på ingen måte lite, tatt i betraktning at i dette tilfellet er bruttoøkningen i atmosfærens indre energi veldig stor - omtrent 3000 EJ. Det er ikke assosiert med en økning i solkonstanten og avhenger bare av egenskapene til selve atmosfæren. Hovedfaktoren er nedgangen i atmosfærens spektrale transparens for langbølgelengde returstråling fra jordoverflaten, dvs. gevinst drivhuseffekt. Drivhuseffekten skapes av en økning i konsentrasjonen av en rekke gasser - CO 2 , CO, CH 4 , NO x , KFK osv., kalt drivhusgasser. Ifølge data nylig oppsummert av Det internasjonale panelet for klimaendringer (IPCC), er det en ganske høy positiv korrelasjon mellom klimagasskonsentrasjoner og avvik i den globale atmosfæriske temperaturen. For tiden er en betydelig del av klimagassutslippene av menneskeskapt opprinnelse. Dynamikken til deres gjennomsnittlige konsentrasjoner over de siste 200 årene er vist i fig. 6.7.

Trender global oppvarming tillegges stor betydning. Spørsmålet om det vil skje eller ikke er ikke lenger verdt det. I følge eksperter fra World Meteorological Service vil den gjennomsnittlige globale temperaturen i det neste århundre øke med en hastighet på 0,25 ° C per 10 år på dagens nivå av klimagassutslipp. Veksten ved slutten av det 21. århundre, i henhold til forskjellige scenarier (avhengig av vedtakelse av visse tiltak), kan variere fra 1,5 til 4 °C. På nordlige og mellomste breddegrader vil oppvarmingen påvirke mer enn ved ekvator. Det ser ut til at en slik temperaturøkning ikke burde skape mye bekymring. Dessuten virker mulig oppvarming i land med kaldt klima, som Russland, nesten ønskelig. Faktisk kan konsekvensene av klimaendringer være katastrofale. Global oppvarming vil føre til en betydelig omfordeling av nedbør på planeten. Nivået på verdenshavet på grunn av smelting av is kan stige innen 2050 med 30 - 40 cm, og ved slutten av århundret - fra 60 til 100 cm. Dette vil skape en trussel om flom av betydelige kystområder.

Ris. 6.7. Endringer i klimagasskonsentrasjoner fra begynnelsen av den industrielle revolusjonen til i dag

CFC-11 - freoner, klorfluorkarboner

For Russlands territorium er den generelle trenden med klimaendringer preget av svak oppvarming, den gjennomsnittlige årlige lufttemperaturen fra 1891 til 1994 økt med 0,56°C. I løpet av perioden med instrumentelle observasjoner var de siste 15 årene de varmeste, og det varmeste viste seg å være 1999. De siste tre tiårene er også en tendens til nedgang i nedbør merkbar. En av de alarmerende konsekvensene av klimaendringer for Russland kan være ødeleggelsen av frossen jord. En økning i temperaturen i permafrostsonen med 2-3° vil føre til en endring i bæreegenskapene til jord, noe som vil sette ulike strukturer og kommunikasjoner i fare. I tillegg vil reservene av CO 2 og metan som finnes i permafrosten fra tint jord begynne å komme inn i atmosfæren, og forverre drivhuseffekten.

Sammen med slike prognoser er det viss tvil om den helt teknologiske årsaken til klimaendringer. De er spesielt basert på det faktum at endringen i den globale temperaturen under den industrielle epoken fortsatt ikke går utover rekkevidden av naturlige sekulære temperatursvingninger i fortiden, mens klimagassutslippene har langt overgått naturlige endringer.

KAPITTEL VI. Teknogen miljøforurensning

Teknogene utslipp og påvirkninger

Ris. 6.1. Klassifisering av teknologisk miljøforurensning

Klassifisering av teknologiske påvirkninger, forårsaket av miljøforurensning, inkluderer følgende hovedkategorier:

Kvantifisering av global forurensning. Omfanget av avfall fra den globale menneskeskapte materialbalansen er beskrevet i forrige kapittel. Husk at den totale massen av avfall fra moderne menneskehet og produkter fra teknosfæren er nesten 160 Gt/år, hvorav omtrent 10 Gt utgjør en masse produkter, dvs. "forsinket uttak".

utslipp fra uorganisert kildene er vilkårlige. Kilder er også forskjellige i geometriske egenskaper (punkt, linje, areal) og i driftsmodus - kontinuerlig, periodisk, salve.

Prosesser og teknologier. Kildene til den dominerende delen av kjemisk og termisk forurensning er termokjemiske prosesser i energisektoren - brenselforbrenning og relaterte termiske og kjemiske prosesser og lekkasjer. De viktigste reaksjonene som bestemmer utslippet av karbondioksid, vanndamp og varme (Q):

Kull: C + O 2 ¾® CO 2 og

Hydrokarboner: C n H m + (n + 0,25 m) O 2 ¾® nCO 2 + (0,5 m) H 2 O,

hvor Q = 102,2 (n + 0,25 m) + 44,4 (0,5 m) kJ/mol.

Ris. 6.2. Effekten av et termisk kraftverk på miljøet

1 - kjele; 2 - rør; 3 - damprør; 4 - elektrisk generator;

5 - elektrisk transformatorstasjon; 6 - kondensator; 7 - vanninntak for kondensatorkjøling; 8 - kjele vannforsyning; 9 - kraftoverføringslinje;

10 - forbrukere av elektrisitet; 11 - vannmasse

Tabell 6.1

Spesifikke utslipp til atmosfæren under drift av en 1000 MW TPP som opererer på forskjellige typer drivstoff, g/kW * time

Tenk på stoffskiftet til en "gjennomsnittlig" personbil med forgassermotor med et drivstofforbruk i blandet kjøremodus på 8 liter (6 kg) per 100 km. Med optimal motordrift er forbrenning av 1 kg bensin ledsaget av forbruket av 13,5 kg luft og utslippet av 14,5 kg avfallsstoffer. Sammensetningen deres er vist i tabell. 6.2. Det tilsvarende utslippet fra en dieselmotor er litt mindre. Generelt er det registrert opptil 200 enkeltstoffer i eksosen til en moderne bil. Den totale massen av forurensninger - et gjennomsnitt på ca. 270 g per 1 kg forbrent bensin - gir, i form av hele volumet drivstoff som forbrukes av personbiler i verden, ca. 340 millioner tonn. En lignende beregning for all veitransport ( pluss lastebiler, busser) vil øke dette tallet med minst opptil 400 millioner tonn. Det bør også tas i betraktning at i den faktiske praksisen med å kjøre kjøretøy, søl og lekkasjer av drivstoff og oljer, dannelse av metall, gummi og asfalt støv og skadelige aerosoler er svært viktige.

Tabell 6.2

Sammensetningen av bilens eksosgasser, volumprosent

(jern) Fe 2 O 3 + 3С + O 2 . ¾®2Fe + CO + 2CO2;

(kobber) Cu 2S + O 2 ¾® 2Cu + SO 2;

(aluminium, elektrolyse) Al 2 O 3 + 2O ¾® 2A1 + CO + CO 2.

Prosesskjede inn jernholdig metallurgi omfatter produksjon av pellets og agglomerater, koks-kjemikalier, masovn, stålproduksjon, valsing, ferrolegering, støperi og andre hjelpeteknologier. Alle metallurgiske stadier er ledsaget av intens miljøforurensning (tabell 6.3). Ved koksproduksjon frigjøres i tillegg aromatiske hydrokarboner, fenoler, ammoniakk, cyanider og en rekke andre stoffer. Jernmetallurgi bruker store mengder vann. Selv om 80 - 90 % av industrielle behov dekkes av sirkulerende vannforsyningssystemer, når inntaket av ferskvann og utslipp av forurenset avløp svært store volumer, henholdsvis ca. 25 - 30 m 3 og 10 - 15 m 3 per 1 tonn av fullsyklus produkter. Betydelige mengder suspendert stoff, sulfater, klorider og tungmetallforbindelser kommer inn i vannforekomster med avrenning.

Tabell 6.3

Gassutslipp (før behandling) av hovedstadiene av jernmetallurgi (uten koksproduksjon), i kg/t av det tilsvarende produktet

* kg/m metalloverflate

Teknologier i den kjemiske industrien med alle dens grener (grunnleggende uorganisk kjemi, olje- og gasskjemi, trekjemi, organisk syntese, farmakologisk kjemi, mikrobiologisk industri, etc.) inneholder mange i hovedsak åpne materialsykluser. De viktigste kildene til skadelige utslipp er prosessene for produksjon av uorganiske syrer og alkalier, syntetisk gummi, mineralgjødsel, plantevernmidler, plast, fargestoffer, løsemidler, vaskemidler, oljesprekking. Listen over fast, flytende og gassformig avfall fra den kjemiske industrien er enorm både når det gjelder mengden av forurensninger og deres giftighet. I den russiske føderasjonens kjemiske kompleks genereres mer enn 10 millioner tonn farlig industriavfall årlig.

Vitenskapelig og teknologisk fremgang, bestemt av mange sosioøkonomiske, vitenskapelige, tekniske og andre faktorer, har ført til en betydelig økning i bruken av naturressurser. Samtidig økte også utslippene av forurensende stoffer. Samtidig er det farligste det faktum at i prosessen med produksjonsaktiviteter begynte det å produseres slike stoffer som naturen selv ikke tidligere hadde produsert. Disse forurensningene, som kommer inn i miljøet, behandles ikke på mange år på grunn av den naturlige syklusen, samler seg i jord, vann og luft og utgjør en alvorlig trussel mot flora og fauna, inkludert menneskers helse.

Den økologiske belastningen på miljøet har økt spesielt kraftig det siste århundret. På 1900-tallet økte befolkningen fra 1,5 til 6 milliarder mennesker. Samtidig var det en betydelig økning i forbruket av naturressurser.

Så, for eksempel, hvis opptil 1900 menneskeheten brukte opptil 150 mrd. tonn og naturressurser, etter 70 år utgjorde denne verdien 250 milliarder. tonn, og på slutten av 1900-tallet passerte den 450 milliarder. tonn.

Elektrisitetsproduksjonen det siste århundret har økt med mer enn 1000 ganger, og siden om lag 80 % av elektrisiteten produseres ved termiske kraftverk, har også utvinningen av brenselressurser økt tilsvarende.

Med veksten av industri og urbaniseringsprosessen går tusenvis av kvadratkilometer årlig tapt fra landbrukssyklusen. Samtidig kreves det å oppnå høyere utbytte av landbruksprodukter fra mindre områder, noe som ikke kan annet enn å føre til alvorlig utarming av jordbruksareal.

Ovennevnte har så alvorlig påvirket balansen av stoffer i naturen at vi allerede i noen regioner seriøst kan snakke om en økologisk katastrofe. Derfor, for å forhindre en økologisk katastrofe på global skala, må menneskeheten, sammen med forbruket av naturressurser, rette maksimal innsats for å beskytte og gjenopprette miljøet.

Miljøforurensning er en prosess med uønsket tap av naturlige råvarer, energi, arbeidskraft og midler, transformasjon av råvarer og utstyr til ugjenkallelig tapt avfall, og deres spredning i biosfæren.

Forurensning er en konsekvens av irreversibel ødeleggelse av både individuelle komponenter i økosystemet og biosfæren som helhet.

Som et resultat av forurensning er det en reduksjon i jords fruktbarhet, en reduksjon i produktiviteten til vannforekomster, en forringelse av den kjemiske tilstanden luftmiljø. Det påvirker i stor grad den moralske tilstanden til en person og hans helse.

Derfor er beskyttelse av miljøet mot forurensning en av hovedoppgavene i problemet med rasjonell naturforvaltning.

De viktigste kildene til industriell forurensning av miljøet inkluderer transport og industrielle installasjoner, men ikke en liten rolle spilles av kraftverk, kommunale tjenester i byer og til en viss grad landbruk.

Transport er den største forurenseren av miljøet. Under motordrift slippes eksosgasser ut direkte i atmosfæren.

Med disse gassene kommer skadelige forbindelser som karbonmonoksid, oksider og dioksider av svovel og nitrogen, tunge hydrokarboner, tungmetaller, sot og støv med en oljeemulsjon inn i luftmiljøet.

Karbonmonoksid i en konsentrasjon på ca. 200 mg/m3 gir de første tegn på forgiftning. Det påvirker nervesystemet, forårsaker kvelning.

Svoveldioksid i en konsentrasjon på 20-30 mg / m3 har en merkbar effekt på slimhinnen i øyet og luftveiene.

Svoveloksider i kontakt med vann danner svovelsyre, som faller til bakken i form av sur nedbør. Det er farlig for vegetasjonen og først og fremst for bartrær fører dem til døden. Svoveloksider akselererer korrosjonen av metaller.

Oksider og dioksider av nitrogen i fuktig luftform salpetersyre, som faller til bakken i form av regn, påvirker landdekket og avsettes i landbruksprodukter i form av nitrater. Forbindelser av nitrogenoksider med tunge hydrokarboner er spesielt farlige. Menneskelig forgiftning begynner med hoste. De resulterende syrene kan føre til lungeødem.

Hydrokarboner og først og fremst tunge, som benzopyren, sotforbindelser og tjære, har kreftfremkallende egenskaper og forårsaker kreft.

Lette hydrokarboner i form av bensin og dieseldamp i små doser har narkotiske egenskaper, men med langvarig eksponering føler en person hodepine, svimmelhet og en ubehagelig følelse i halsen.

Blyforbindelser påvirker innholdet av hemoglobin i blodet, fører til sykdommer i luftveiene og urinorganene.

Fint støv med partikkelstørrelser fra 0,1 til 1 mm trenger lett inn i menneskelungene. Spesielt farlig er oljeholdig tåke og støv fra industrielle kilder, som kan adsorbere fluorforbindelser, klor og andre svært giftige skadelige stoffer.

Under vedlikehold og reparasjon Kjøretøy som et resultat av avrenning eller drenering av arbeidsvæsker og oljer, oppstår jordforurensning. Disse skadelige væskene med regn når snøen smelter eller med vanningsvann kommer inn i reservoarene.

Opptil 10 000 000 tonn olje og oljeprodukter kommer årlig inn i verdenshavene, hvorav industribedrifter og transport står for opptil 40 %.

Tilstedeværelsen av en olje eller oljefilm på vannoverflater svekker gassutvekslingen mellom luft og vann, noe som fører til en reduksjon i oksygenkonsentrasjonen i vannet og som et resultat en forringelse av tilstanden til flora og fauna, død av fisk og fugler.

Forurensning av naturen skjer også fra transportbedrifter og generelt fra hele transportinfrastrukturen. I områdene til store jernbanestasjoner og bilflåter er jordoverflaten også forurenset med forskjellige mekaniske urenheter. Disse inkluderer aske, slagg, Bygningsmaterialer, metall, plast og trefiberstøv. Områdene til transportanlegg er ofte strødd med husholdningsavfall og industriavfall. De kan også inneholde de farligste og mest skadelige stoffene, som bly, kadmium og kvikksølv. Landet i området med jernbanestasjoner er mettet med forskjellige plantevernmidler, kreosot og oljeprodukter, noe som gjør områdene ved siden av stasjonene til økologiske katastrofesoner.

Rolle industribedrifter i spørsmålet om forurensning av biosfæren er ikke mindre viktig, men, i motsetning til transport, er stasjonære kilder til utslipp av skadelige stoffer lettere å kontrollere.

Driften av enhver industribedrift krever konstant naturressurser i form av råvarer og drivstoff, elektrisitet, rent vann, oksygen.

Som et resultat av produksjonsprosesser, sammen med hovedproduktene, genererer bedrifter betydelige tap av materialer, avfall av råvarer og produkter, samt forurenset avløpsvann, luftutslipp og energiforurensninger.

De største industrielle forurensningene i miljøet er bedrifter med metallurgisk, kjemisk og oljeraffineringsprofil.

Så spesielt, ved smelting av 1 tonn metall, slippes det ut opptil 1000 m3 toppgass til atmosfæren, som inneholder CO, SO2, NOx, oljedamp, SiO2, CaO, Al2O3, MgO, FenOn og C.

Omtrent samme sammensetning av skadelige gasser frigjøres under elektrisk lysbuesveising.

I verkstedene til maskinbyggende anlegg slippes det ut støv som inneholder syre- og oljeaerosoler, karbon- og svoveloksider, ammoniakk og hydrogencyaniddamper. Konsentrasjonen av støv i luften i noen områder når 7 g/m3 luft, og gjennomsnittlig syreinnhold er 2,5 g/m3.

Når det gjelder et tonn produkter er støvutslippet 200 g/t, mens fint støv utgjør opptil 80 %.

Når du behandler tre, plast, grafitt og andre, ikke gjør det metallmaterialer, i form av én maskin, frigjøres et gjennomsnitt på opptil 1000 g støv i timen.

I sveiseverksteder, i form av 1 kg elektroder, dannes opptil 40 g støv, 2 g hydrogenfluorid, 1,5 g oksider C og N.

I malerbutikker kommer damper av løsemidler og malingsaerosoler inn i inneluften, hvis totale konsentrasjon når 400 mg/m3.

Siden utslipp av skadelige stoffer forekommer i virksomhetens område, dannes det betydelig miljøforurensning i det tilstøtende territoriet.

På bedrifters territorium genereres avløpsvann, som kan deles inn i tre grupper:

husholdningsavløpsvann som oppstår ved drift av dusjer, kantiner, toaletter og vaskerier i virksomheter. Dette vannet sendes til rensestasjoner.

overflatekloakk, som dannes som et resultat av utvaskingen av territoriet av regn, smeltevann og vanningsvann. De viktigste urenhetene i den er faste partikler av enhver opprinnelse, petroleumsprodukter, kjemiske forbindelser, etc.

industrivann som brukes i teknologiske sykluser.

Generelt for bedrifter er volumet av behandlet vann omtrent 10 %. Derfor tildeles virksomheter verdien av maksimalt tillatt utslipp av skadelige forbindelser og det etableres økt betaling både for merutslipp av forurenset vann og for økt bruk av rent vann fra byens vannforsyning.

Utslipp til atmosfæren og utslipp av forurenset vann fra industribedrifter og transport påvirker i betydelig grad tilstanden til tilstøtende bedrifter og hovedveier på land.

Jordforurensning med tungmetaller i kombinasjon med svovelholdig forurensning fører til dannelse av teknologiske ørkener. Artene barskog, bjørk, eik og bøk er mest følsomme for slik forurensning. Med et innhold på 2-3 g bly i 1 kg jord blir jorden nekrotisk. Samtidig, i områdene med store motorveier og jernbanestasjoner, når innholdet av bly i jorda 10-15 g per 1 kg.

Ved fjerning av avfall til uutstyrte deponier er det en reell trussel om forurensning av overflaten og grunnvannet. Grunnvann, som et resultat av interaksjon med forurenset jord, blir surt og bærer med seg forbindelser av ulike skadelige stoffer.

Bygging av transportinfrastruktur og industrianlegg krever uttak av betydelige landområder. I dette området forstyrres naturlige vannføringer, jordlagets beskaffenhet endres og den naturlige balansen forstyrres.

I tillegg til det ovennevnte, skaper transport- og industribedrifter også energiforurensning av miljøet, som inkluderer overdreven varmeutvikling, støy, vibrasjoner, elektromagnetiske bølger og ioniserende stråling.

Økte termiske utslipp fører til økt fordampning av fuktighet, dannelse av tåke og en reduksjon i antall soldager. Som et resultat er det en økning i gjennomsnittlig årlig temperatur i jordens atmosfære. I løpet av de siste 50 årene har den allerede økt med 1,3 ˚С. Dette påvirker til syvende og sist den økte smeltingen av isbreer og polaris, som påvirker stigningen i verdenshavene. En analyse av varmeutslipp viser at det er områder i industribyer hvor varmeutslipp varierer fra 10 til 200 W/m2. I disse områdene dannes det stabile romlige varmeøyer, der lufttemperaturen er 1-1,5 ˚С høyere enn den naturlige likevektslufttemperaturen i gjennomsnitt i byen. Disse områdene vil mest sannsynlig oppleve tåke, overskyet og forstadsnedbør. Og siden innholdet av svovel og nitrogenoksider øker i fuktig luft, er det også sannsynlig med sur nedbør. De reduserer jordens fruktbarhet, svekker menneskers helse, ødelegger metallstrukturer på grunn av rask korrosjon og påvirker flora og fauna negativt.

Strømmen av varme inn i vannforekomster fører til en økning i deres temperatur, en reduksjon i konsentrasjonen av oksygen, karbondioksid og nitrogen i vannet, noe som igjen påvirker den akvatiske floraen og faunaen negativt.

Støy i miljøet skapes av enkeltstående eller komplekse kilder, som inkluderer transport, teknisk utstyr til industribedrifter, etc.

Støy i byer overskrider nå ofte normen med 10-25 dB, noe som påvirker det menneskelige nervesystemet, fører til tretthet, søvntap, og når forhøyede nivåer støy i enkelte produksjonsprosesser - til tidlig døvhet.

Vibrasjon oppstår som følge av drift av teknisk slagutstyr, bevegelse av tunge kjøretøy og drift av stort kraftutstyr. Vibrasjoner forplanter seg gjennom bakken og påvirker fundamentene til bygninger, og får dem til å sette seg og kollapse, noe som fører til dannelse av skred. Effekten av vibrasjoner er spesielt merkbar i våt jord og i sand.

Vibrasjon forårsaker irritasjon hos en person, reduserer ytelsen, og med konstant daglig eksponering fører til alvorlige sykdommer. Avhengig av kilden og bakkens tilstand kan vibrasjoner spre seg fra 50 til 200 m.

Elektromagnetiske felt fra menneskeskapte kilder forekommer ved radioteknikk, fjernsyn og lokaliseringsanlegg, i elektrotermiske butikker, mikrobølgeenheter, så vel som ved høyspenttransformatorstasjoner og langs høyspentlinjer. Innflytelsessonen for elektromagnetiske bølger når opp til 100-150 m.

Elektromagnetiske felt påvirker det menneskelige nervesystemet og forårsaker hodepine, tretthet, hukommelsessvikt og søvnforstyrrelser.

Teknogenese er prosessen med å endre naturlige komplekser under påvirkning av menneskelig produksjonsaktiviteter. Teknogenese består i transformasjonen av biosfæren, forårsaket av et sett med geokjemiske prosesser knyttet til menneskers tekniske og teknologiske aktiviteter. I de fleste tilfeller er menneskelig produksjonsaktivitet ledsaget av en negativ innvirkning på biosfæren, resultatet av dette er dens gradvise nedbrytning. En av hovedkomponentene i denne prosessen er menneskeskapt forurensning av økosystemer. Den stadig økende menneskelige økonomiske aktiviteten har ført til at i mange utviklede land er det praktisk talt ingen uforurensede regioner igjen. Den økonomiske skaden fra miljøforurensning (OS) i utviklede land er lik tapet på 5-10 % av bruttonasjonalproduktet. For Russland utgjør miljøskader årlig 50-100 milliarder rubler. (i 1990-priser). Russland er preget av noen trekk ved sosioøkonomisk utvikling som forårsaker intensiv forringelse av det naturlige miljøet:
- Industri i Den russiske føderasjonen er fortsatt hovedsakelig utvinningsvirksomhet og inkluderer mange ressurs- og energiintensive industrier;
- det teknologiske potensialet til landet overstiger ikke nivået på 70-tallet, det vil si at det tilsvarer perioden med den "skitne industrien";
– høy grad av slitasje på industriutstyr og ekstremt lavt tilbud av produksjonsanlegg med behandlingsanlegg, noe som øker risikoen for ulykker med alvorlige miljøkonsekvenser.

Som et resultat av menneskelig økonomisk aktivitet skilles et stort antall organiske og uorganiske stoffer av ulike kjemiske klasser ut i miljøet. Det er utenfor vårt omfang å vurdere dem alle, og i denne gjennomgangen vil vi begrense oss til tungmetaller (HM). I tillegg til kjemisk forurensning er jordens biosfære utsatt for fysisk forurensning. Siden slutten av 1940-tallet har OS opplevd intens strålingsforurensning. I tillegg, med den raske utviklingen av elektroteknikk og elektroniske midler forbindelse, er det en kraftig antropogen økning i den elektromagnetiske bakgrunnen til biosfæren og spesielt menneskets industrielle og boligsfære.

De genetiske effektene av visse kjemiske klasser av forbindelser (for eksempel plantevernmidler) har blitt studert ganske godt, selv om det er mange uløste problemer i disse områdene. Mutagenisiteten til HM er mindre studert. Dette forklares av det faktum at perioden med metodisk forbedring av eksperimentell mutagenese falt sammen med perioden med utbredt bruk av plantevernmidler over hele verden. Intensiv miljøforurensning med plantevernmidler og deres direkte trussel mot menneskers helse og arv førte til stor oppmerksomhet rundt deres genetiske effekter. For tiden, på grunn av forbedringen av biologisk selektivitet og økningen i den biologiske aktiviteten til plantevernmidler, avtar deres andel i den totale forurensningen av det naturlige miljøet gradvis. Men i stedet for dem blir HM-er prioriterte miljøgifter. Derfor blir vår utilstrekkelige kunnskap om mutagenisiteten til HM for organismer på ulike organisasjonsnivåer en hindring for forbedring av miljøpraksis.

De genetiske effektene av elektromagnetiske felt er foreløpig praktisk talt ikke studert, og i forbindelse med dette er det svært få publiserte arbeider om denne problemstillingen.

Siden menneskeskapt miljøforurensning skjer på en kompleks måte, d.v.s. samtidig med et stort antall kjemiske og fysiske faktorer er de genetiske effektene av den kombinerte, komplekse og kombinerte virkningen av disse faktorene av interesse. Dette området med eksperimentell mutagenese er også svært dårlig studert. Nedenfor gir vi en oversikt over kildene og omfanget av miljøforurensning ved faktorene vi studerer, samt deres mutagene egenskaper.

1.1.1. Miljøforurensning med tungmetaller

På midten av 70-tallet, lederen av den toksikologiske gruppen av programmet "Mennesket og biosfæren" F. Korte, ble grupper av stoffer som forurenser biosfæren ordnet i følgende rekkefølge, avtagende med tanke på deres faregrad: plantevernmidler, HMs. , karbon- og svoveloksider. Ifølge F. Korte, i tidlig XXIårhundre TM vil flytte til førsteplassen i denne raden (). Etter all sannsynlighet gikk denne dystre spådommen i oppfyllelse på slutten av 1990-tallet, i det minste for Russland.

Tungmetaller inkluderer en gruppe kjemiske elementer med en tetthet på mer enn 5 g / cm 3 eller en atommasse på mer enn 40. Massefordelingen av HM-er, den biologiske syklusen og migrasjonssyklusene til HM-er vurderes i en rekke anmeldelser.

Innenfor hver sonejordtype kan det være territorier med forskjellige områder med sterkt forskjellig kjemisk sammensetning av jorddekket. Dette er de såkalte naturlige biogeokjemiske anomaliene. I aktivitetssonen til mange industribedrifter (gruver, gruver, metallurgiske anlegg, etc.), oppstår teknogene biogeokjemiske anomalier (provinser). Forhøyede konsentrasjoner av HM i de bioinerte komponentene i det naturlige miljøet (naturlige geokjemiske provinser) kan forekomme på steder hvor malmholdige bergarter kommer til jordoverflaten. Utviklingen av metallmalm fører til intens miljøforurensning, og den naturlige geokjemiske provinsen forvandles til en teknogen provins. For eksempel slipper gruvebedrifter årlig ut opptil 20 millioner tonn støv og gassstoffer, hvorav en betydelig andel er aerosolpartikler av forskjellige HM-forbindelser. En intensiv kilde til miljøforurensning med HM er bedrifter for prosessering og anrikning av metallmalm. Anrikningsanlegg sender årlig inntil 10 km 3 fast og flytende avfall til avgangs- og behandlingsanlegg. En intensiv kilde til lokal forurensning av HM-miljøet kan være transport som transporterer gruvemetallkonsentrater fra prosessanlegg til stedet for videre prosessering. Forurensning oppstår som følge av sprøyting av fine fraksjoner av kraftfôr.

For tiden utvinner menneskeheten fra jorden over 120 milliarder tonn forskjellige malmer, drivstoff og byggematerialer. En betydelig del av gruvene går til avfall og deponier, er utsatt for vann- og vinderosjon, hvis produkter, sprøytes i atmosfæren eller oppløses i vann, forurenser miljøet. Innholdet av forskjellige elementer (inkludert HM) i økosystemene til forskjellige plantesoner på jorden studeres for tiden intensivt.

De gjennomsnittlige nivåene av menneskeskapt global tilførsel til biosfæren til HM er vist i tabell. 1. Den totale toksisiteten til HM-ene oppført i tabellen overstiger betydelig den totale faren for radioaktiv og organisk forurensning.

Tabell 1. Nivåer av global tilførsel av tungmetaller til biosfæren, millioner tonn/år.

Element	Luft	Vann	Jorden
Sink	131,88	226	2245
Kobber	35,37	112	2073
Lede	332,35	138	1354
Nikkel	55,65	113	412
Arsenikk	18,82	41	97
Molybden	3,27	11	102
Selen	3,79	41	42
Antimon	3,51	18	57
Vanadium	8,6 0	12	67
Kadmium	7,57	9,4	28
Merkur	3,56	4,6	12

På begynnelsen av 1990-tallet fastslo forskere fra University of Montana at i løpet av det siste tiåret av 1900-tallet i USA, i prosessen med sliping, bearbeiding, prosessering og smelting av metaller, fra 7·10 3 til 70·10 3 tonn HM vil bli kastet i vannkilder alene.

På den russiske føderasjonens territorium er det flere regioner (Midt- og Sør-Ural, Kolahalvøya, Sør-Sibir), der industrier som er spesielt farlige i miljømessige termer er konsentrert: energi, råvareutvinning, produksjon kunstige materialer, militær industri. Slike produksjonskomplekser er svært stabile, og deres transformasjon til miljømessig mindre farlige er forbundet med store økonomiske kostnader, som ikke er reelle på dette stadiet av statens utvikling. En ekstremt vanskelig økologisk situasjon eksisterer i store industribyer. Moskva kan tjene som et eksempel på dette, hvor den totale indikatoren for miljøforurensning på territoriet på omtrent 5% når grenseverdiene som er etablert for områder med miljøkatastrofer. Jordsmonnet i noen distrikter i hovedstaden er sterkt forurenset med sink, bly, kobber, krom, vanadium, kvikksølv, nikkel, tinn, kadmium og andre HM. Følgelig vil den intense innvirkningen av slike industrisentre på økosystemer og menneskers helse fortsette i overskuelig fremtid. I denne forbindelse er utviklingen av biologiske indikasjonsmetoder i miljøovervåking prioritet i miljøpraksis.

I Russland, ved begynnelsen av det 20. århundre, utgjorde per innbygger 4,5 hektar med forstyrret landskap, mens i USA - 3,6 hektar (med mye mer intensivt jordbruk og mer omfattende infrastruktur), i Vest-Europa - fra 0,25 (i Nederland) ) opptil 1,2 ha (i Spania). Omfattende forstyrrelser av økosystemer ble gjort i den europeiske delen, i nord, i Midt- og Sør-Ural og sør i Sibir langs den sibirske jernbanen. I by- og industriregionene i Russland er 10 millioner hektar jord forurenset med HM. For eksempel, i nærheten av byen Monchegorsk, som ligger i innflytelsessonen for utslipp fra industribedrifter av RAO Norilsk Nikkel, er innholdet av kobber i jorda 250, og nikkel er 450 ganger høyere enn den naturlige bakgrunnen. . Som et resultat av denne forurensningen, på et område på 3500 km 2, er bær og sopp forurenset med nikkel til et nivå som utgjør en fare for mennesker. Produksjonsforeningen "Pechennickel" i perioden 1970-1990. årlig slippes ut i atmosfæren fra 140 til 449 tonn aerosolnikkel, opptil 300 tonn kobber og opptil 18 tonn kobolt. I 14 år (1979-1992) falt 11,2 g/m 2 nikkel og 2,6 g/m 2 kobber ut av atmosfæren per arealenhet av nedbørfeltet til en av innsjøene (Kocheyavr), som utgjorde henholdsvis 1,1 og 1,2 tonn. En betydelig del av nedfallet falt i innsjøen og ble begravd i bunnsedimenter. Subtoksiske effekter er observert hos fisk som lever i denne og nærliggende innsjøer. Et høyt nivå av forurensning av avlinger og husdyrprodukter er registrert i utslippssonen til Novolipetsk Metallurgical Plant. For eksempel registreres konsentrasjoner av krom i melk - opptil 250 MPC, nikkel - opptil 3 MPC, bly - opptil 1,9 MPC, jern - opptil 33 MPC.

Ikke bare utvikling av forekomster og anrikning av malm kan føre til miljøforurensning med HM. I prosessen med kullgruvedrift utvinnes en stor mengde gråberg, som lagres i søppelfyllinger på jordoverflaten. På slutten av 1980-tallet var det mer enn 3,3 milliarder m 3 stein i deponiene til kullgruvebedrifter, som okkuperte mer enn 10 tusen hektar. Dumper inneholder vanligvis lettløselige HM-salter. Sterkt saltvann (fra 1,5 til 4,3%) er bergartene i dumpene i kullbassenget i Moskva-regionen. Den kjemiske aktiviteten til deponier bestemmes av svovelforbindelsene som finnes i fjellet. Som et resultat av deres oksidasjon, svovelsyre, som bidrar til kjemisk nedbrytning av mange mineraler og transformasjon av HM-forbindelser til løselige former. Utviklingen av kullforekomster og erosjon av gråbergarter er ledsaget av en betydelig økning i mineraliseringen av grunnvann. Grunnvann er utsatt for svært alvorlig forurensning i deponiene til gruvene i Moskva- og Kizelovsky-kullbassengene, bestående av giftige pyritiserte bergarter.

En intens kilde til HM er aerosolutslipp fra bedrifter av drivstoff- og energikomplekset (GRES, TPP, TPP), spesielt de som varmes opp av kull eller oljeprodukter. Områder med HM-forurensning med en diameter på 10-20 km dannes rundt store termiske kraftverk. I tillegg forurenser HM også overflatevannforekomster. For eksempel blir CHPP og GRES i Moskva daglig drenert inn i byens kloakk eller direkte i elven. Moskva om lag 100 tonn salter dannet under filterrengjøring.

En stor mengde avløpsvann som inneholder HM blir sluppet ut i avløpssystemet eller direkte til naturlige vannforekomster av metallbearbeidende og mekaniske ingeniørbedrifter. Dermed slipper Moskva-bedrifter ut 720 000 m 3 avløpsvann til kloakksystemet, og av 800 industrianlegg med lokale renseanlegg blir bare 66 avløpsvann behandlet i henhold til etablerte standarder. Som et resultat akkumuleres opptil 15,6 tonn HM daglig i sedimentene til urbane luftestasjoner. En av hovedkildene til HM-miljøforurensning er galvanisk produksjon ved maskinbygging og instrumentproduksjon. Det var mer enn 8 tusen av dem på territoriet til det tidligere Sovjetunionen; 960 av dem er i Moskva og de fleste av resten er i Russland. For galvanisering brukes bare omtrent 30% av den totale massen av ikke-jernholdige metaller, og 70-90% av mengden som brukes til disse formålene går til avløpsvann. Som et resultat er det årlige gjennomsnittlige volumet av galvanisk avløpsvann 1 km 3 med et oppløst innhold på 50 tusen tonn HM-ioner, 100 tusen tonn syrer og alkalier. Som regel har elektropletteringsbutikker og -steder ikke behandlingsanlegg, og de er selv plassert direkte blant boligområder.

Hver industribedrift, avhengig av volumet og skadeligheten av utslipp, har en sanitær beskyttelsessone (SPZ) rundt seg med en radius på 3 til 5 km eller mer. SPZ er et lovlig område for forurensning. I den russiske føderasjonen, i 1990, ble 103 millioner hektar fremmedgjort under SPZ, med et samlet areal med jordbruksland på 556,3 millioner hektar, inkludert 226,7 millioner hektar dyrkbar jord. Samtidig forurenser industribedrifter ikke bare SPZ, men også det tilstøtende territoriet innen 10-30 km, spesielt i retning av de rådende vindene.

De fleste HM-er danner geokjemiske anomalier rundt industrielle punktkilder (fabrikker, skurtreskere, gruver). Unntaket er bly, hvis forhøyede konsentrasjoner hovedsakelig er begrenset til landene med bosetninger og områder ved siden av motorveier. Dette skyldes bruken av etiolert bildrivstoff. Mesteparten av HM-ene som finnes i luftutslipp fra industribedrifter ender til slutt i jorda, hvor de gradvis akkumuleres. Som et resultat av spesielle studier ble det funnet at innen jern- og ikke-jernmetallurgien kan man oppnå et miljømessig signifikant resultat med en reduksjon i bruttoutslipp med 10 ganger eller mer. I realiteten inkluderer departementer og departementer langsiktige planer for å redusere utslippene med bare 1,5-2 ganger som miljøvern.

Som et resultat av forholdene beskrevet ovenfor, utvikler det seg en svært vanskelig miljøsituasjon i mange industriregioner i Russland. For eksempel, rundt maskinbyggingsanlegget i byen Votkinsk (Perm-regionen), er innholdet av HM i vann og jord 5-6 ganger høyere enn MPC. Innholdet av tungmetaller (mangan, krom, nikkel, jern, kobber, etc.) i det naturlige miljøet i Kemerovo er 50-100 ganger høyere enn bakgrunnen, jorden i 10-kilometersonen som omgir byen inneholder fra 2 til 22 MPC av sink, fra 1,5 til 31 MPC for bly, fra 30 til 35 MPC for arsen. I 10-kilometersonen rundt byen Novokuznetsk observeres 6 ganger overskudd av MPC for kadmium i jorda, 2-3 ganger overskudd for kobber og nikkel. I disse sonene er det boligarbeiderbosetninger med individuelle husholdningstomter, sommerhus for byfolk. Landbruksplanter dyrket på slik jord inneholder store mengder HM (tabell 2) og andre skadelige stoffer.

Tabell 2 - Innholdet av tungmetaller i matplanter (mg/kg) dyrket i influenssonen til sinkplanten, Belovo, Kemerovo-regionen

plantetype
Potet



løk, blader
Løk, pære
MPC i grønnsaker

En viss mengde HM kan komme inn i agroøkosystemer med mineralgjødsel og noen typer plantevernmidler som inneholder kobber, kvikksølv og krom. En annen intensiv kilde til forurensning av agroøkosystemer med HM (arsen, krom, bly, kvikksølv, nikkel, vanadium, etc.) er slam fra industrielle og kommunale avløpsrenseanlegg, som er mye brukt til gjødsling av jordbruksmark. Resultatene av studier som evaluerer bidraget fra mineralgjødsel, plantevernmidler og siltfraksjoner fra kloakkrenseanlegg til akkumulering av HM av levende organismer er ganske motstridende og krever ytterligere studier.

Jorden holder på akkumulerte stoffer lenger enn andre komponenter i miljøet. Ifølge eksperter vil HM-er forbli i jorden nesten for alltid. Således varierer varigheten av den første perioden med halvfjerning av HM, ifølge beregningene til K. Iimura et al., for jord under lysimeterforhold fra 70 til 510 år for sink, fra 13 til 1100 år for kadmium, fra 310 til 1500 år for kobber, og fra 740 år for bly.opp til 5900 år.

Siden en del av forskningen vår er relatert til klargjøring av mutagenisiteten til HM som kommer inn i planter fra jorda, er det nødvendig å dvele ved noen fysisk-kjemiske egenskaper ved jordsmonn som bestemmer tilgjengeligheten av metaller for planter.

HM-migrasjon langs trofiske kjeder begynner med deres akkumulering av planter. Akkumulering av HM av planter og deres toksisitet bestemmes hovedsakelig av mengden av mobile former av HM i jorda, og ikke av deres totale innhold. Forholdet mellom mobile og bundne former av HMs bestemmes i stor grad av typen og egenskapene til jorda: granulometrisk sammensetning, innhold av organiske stoffer, kapasitet til utvekslingskationer, pH i mediet, fosfatinnhold. Mange faktorer påvirker mobiliteten og inntreden av HM i planter: plantearter og fysiologisk tilstand, jordegenskaper og klimatiske forhold. Derfor, etter å ha studert disse prosessene i detalj, kan man i stor grad påvirke den økologiske renheten til de oppnådde produktene, inntaket av HM i kroppen til dyr og mennesker. Ved å endre intensiteten av metallinntaket i kroppen, er det mulig å regulere intensiteten av den mutagene belastningen.

Teknogen jordforurensning med xenobiotika har en sterk innvirkning på jords mikroflora. I et industriområde kraftig forurensning jord HM forårsaker fullstendig forsvinning av alger i jorda. Forurensning med HM og syrer fører til dannelse av samfunn dominert av grønnalger. Når jorda er alkalisert eller forurenset med organiske stoffer, begynner blågrønnalger å dominere i algegrupper. En økning i konsentrasjonen av HM i jorda påvirker antall mikroskopiske sopp og Azotobacter i jorda. Populasjonsdynamikken avhenger av arten av sopp og bakterier, arten av tungmetallet og dets konsentrasjon i jorda. Mikrofloraen kan binde mer enn halvparten av de mobile formene av jern, cesium og noen andre HM-er som faller på jordoverflaten med plantestrø og aerosolnedfall. Bindingen av HM-kationer av mikroorganismer avhenger av temperaturen og fuktigheten i miljøet. Bindingen av cesium avtar ikke med en økning i konsentrasjonen i jordløsningen, så jordmikroorganismer kan binde betydelige mengder radionuklider. Jordsopp er spesielt effektive akkumulatorer av cesium. Jordmikroorganismer kan binde 3 % kobolt, 11 % jern, 22 % kalsium og strontium, 24 % cesium i plantesøppel. Tørking og frysing kan føre til frigjøring av 95 % av cesiumet som inngår i den mikrobielle biomassen.

I barskoger brytes det epifytiske lavdekselet ned når det nærmer seg den industrielle kilden til polymetallisk støv; i lav thalli øker innholdet av nikkel (mer enn 90 mg/kg tørrstoff) og kobber (mer enn 200 mg/kg). Et interessant trekk ved reaksjonen til lav på teknogen forurensning av økosystemer ble oppdaget. Det viste seg at "dose-effekt"-avhengigheten av responsen til lav på forurensning av en punktkilde for HM-utslipp er betydelig ikke-lineær og i de fleste tilfeller har en S-formet form, og overgangen mellom bakgrunn og påvirkningstilstand. av planter er veldig skarp. Denne overgangen skjer når påvirkningsnivået av forurensning overstiger bakgrunnsnivået med 1,5-2,3 ganger.

Blant landbruksvekster akkumulerer grønnsaksvekster, spesielt fôrbeter og belgvekster, HM mest aktivt. Mange HM-er trenger mye svakere inn i de vegetative organene til hvete: i bladene til denne planten er blykonsentrasjonen 20-40 ganger mindre enn i røttene, og kadmium er 20 ganger mindre. Dette faktum indikerer tilstedeværelsen av en barriere i røttene, som betydelig hindrer penetrasjon av giftige ioner inn i de underjordiske organene til planter. Forfatterne antyder at hoveddelen av HM ble beholdt i periferien av røttene i sonen til det såkalte Caspari-båndet. Samtidig er planteresistens mot en av HM-ene på ingen måte relatert til resistens mot andre metaller. I henhold til graden av toksisitet kan de studerte HM-ene ordnes i følgende rad:
Hg(II) > Cu(II) > Pb(II) > Cd(II) > Cr(III) > Zn(II) > Ni(II) > Al(III).

Et overskudd av HM som kommer fra jorden til planter forårsaker en ubalanse av næringsstoffer i dem, forstyrrer syntesen av mange enzymer, vitaminer og pigmenter. Likevel tilpasser planter seg ganske enkelt til relativt høye konsentrasjoner av HM i jorda. Et slående eksempel på dette kan være den raske koloniseringen av anlegg av gråberg etter utvinning av metallmalm. For eksempel individuelle bøyde gress ( Agrostis tenius) og svingel ( Festica ovina) vokser ganske godt på jord som inneholder opptil 1 % bly.

Det er påvist ganske nære sammenhenger mellom gjennomsnittlig langtidsinnhold av HM i atmosfæren og barken til treslag som vokser i den HM-forurensede sonen. Innholdet av HM i planter er som regel ikke avhengig av innholdet i urbane jordarter. Et slikt forhold ble bare funnet for nikkel, bly og kobber. Dette skyldes sannsynligvis at HM-er er i en form som er utilgjengelig for planter.

En generell idé om innholdet av HM i jorda og noen landbruksplanter i Tula-regionen kan trekkes fra resultatene av noen få publiserte arbeider (tabell 1). 3).

Tabell 3 - Bruttoinnhold av tungmetaller (mg / kg) i jorda og kornet til planter i Plavsky-distriktet i Tula-regionen (gjennomsnittlige data)

	Vårhvete	Vinterhvete


Mangan

Spørsmålene om HM-akkumulering og deres toksisitet for dyr, som er gjenstand for et bredt spekter av arbeider, er utenfor omfanget av vår anmeldelse. Vi noterer oss bare noen få hovedpunkter.

For å analysere den mutagene faren ved HM-forurensning i økosystemer, er det tilrådelig å kjenne bakgrunnsnivåene til innholdet i bioinerte medier og biologiske objekter (tabell 4).

Tabell 4 - Innholdet av de studerte tungmetallene i jord, ferskvann, planter og muskelvev hos dyr (µg/kg tørrvekt)

	ferskvann	Planter	Dyr








Strontium

Faren for HM miljøforurensning fører til overdreven inntak og akkumulering i kroppen. Tabell 1 viser ulike nivåer av daglig HM-inntak i menneskekroppen. 5.

Tabell 5. - Daglige doser av tungmetaller i menneskekroppen (basert på en vekt på 70 kg)

Inntak (g/dag)
knapp	vanlig	giftig	dødelig

Inntaket av HM med mat hos dyr av økologisk nære arter som lever i samme område kan variere betydelig, siden det avhenger av matspesialisering. Eksistensen av slike forskjeller vises for eksempel i studiet av fugler i påvirkningssonen av utslipp fra et kobbersmelteverk. Følgelig, i de samme områdene, effekten av HM på arven til dyr forskjellige typer vil være annerledes.

HM-avsetning av organismer avhenger i stor grad av deres fysiologisk rolle i kroppen. Det har vist seg at en økning i dietten til bankvoles av fysiologisk aktivt kobber og sink (med henholdsvis 9 og 2,2 ganger) praktisk talt ikke fører til en økning i nivået av disse elementene i dyrevev. Et annet bilde er observert når det gjelder bly og kadmium. En økning i deres inntak i kroppen med mat (med henholdsvis 1,2-1,9 og 2,6-5,4 ganger) fører til en betydelig økning i innholdet av disse metallene i dyrekroppen. Lignende prosesser har blitt observert i den amerikanske minken. Inntreden av HM i økosystemer med industrielle og kommunale avløpsvann kan føre til deres aktive akkumulering i de øvre lagene av trofiske pyramider. Det er logisk å anta at mutagenese indusert av tungmetaller hos dyr i samme økosystem kan være mer intens i organismer på høyere nivåer av de trofiske pyramidene.

Mange genetiske studier bruker gnagere. Derfor er det viktig å merke seg avhengigheten av HM-innholdet i gnagervev av sesongen for fangst og følgelig av dyrenes alder (tabell 6).

Tabell 6. Avhengighet av akkumulering av mikroelementer av fangstsesongen (alder) av gnagere (august/mai, relative enheter)

	sporstoffet

Microtus oeconomus
Clethriomys glereolus

Hvis vi tar i betraktning at responsen til organismer på virkningen av klastogener øker med alderen, kan hyppigheten av genetiske lidelser variere i forskjellige individer i en prøve av forskjellige aldre. Det ble også etablert en ulik grad av akkumulering av HM hos hanner og hunner (tabell 7), som også kan påvirke intensiteten av mutagenese hos dyr av forskjellige kjønn.

Tabell 7. Avhengighet av akkumulering av mikroelementer av kjønn på dyr (hanner/hunner, relative enheter)

	sporstoffet

Microtus oeconomus
Clethriomys glereolus
Cl. granulatus
Cl. glabratus

Ifølge Helsedepartementet i den russiske føderasjonen i 1998 lever rundt 50 millioner russere under forhold der konsentrasjonen av skadelige stoffer i luften er 10 ganger høyere. Halvparten av disse stoffene slippes ut av kjøretøy. For tiden slipper russiske biler ut 30-50 ganger mer giftige stoffer per 1 kilometer kjøring enn biler fra USA eller Vest-Europa. Totalt utslipp av skadelige stoffer fra kjøretøy er 15,6 millioner tonn/år. Gassutslipp fra kjøretøy og industriproduksjon inneholder store mengder mutagene stoffer, inkludert HM. Ved hjelp av selvlysende spektralanalyse av furunålceller ble det vist en negativ effekt om vinteren av utslipp fra kjelehus som opererer på brunkull fra kullbassenget i Moskva-regionen på plantenes metabolske prosesser. Det er fastslått at i et område på 425 km 2 rundt en punktkilde for gassutslipp fra koksproduksjon, viser planter økte frekvenser av kromosomavvik (ACh). Den klastogene effekten av utslipp fra et blysmelteverk på de arvelige strukturene til granceller ( Picea abies). I druer som vokser i innflytelsessonen for industrielle utslipp fra bedrifter og områder overbelastet med kjøretøy, ble det funnet betydelige brudd på makro- og mikrosporogenese. Lignende forstyrrelser i mikrosporogenese ble funnet i Vicia cracca i industrisonene i Novokuznetsk.

Ved hjelp av Ames-testen ble det vist at acetonekstrakter av luftprøver tatt fra arbeidsplassene for metallurgisk produksjon er flere ganger mer mutagene enn luftprøver tatt fra administrative lokaler. Mutagenisiteten til støv av nikkelmalm er bevist. For å vurdere genotoksisiteten til nikkel masovnsutslipp, ble rotter eksponert for masovns røykaerosoler ved faststoffkonsentrasjoner fra 1 til 100 mg/m 3 . I tillegg til jern- og nikkeloksider ble det funnet oksider av krom, kobolt, aluminium, bly, sink etc. Det ble etablert en klar doseavhengig cytogenetisk effekt ().

I en studie av 28 trafikkpolitibetjenter med mer enn 10 års arbeidserfaring, ble det funnet at i cellene i deres perifere blod var frekvensen av celler med kromosomavvik og frekvensen av søsterkromatidutvekslinger statistisk signifikant høyere enn i kontrollgruppe (15 personer). Denne økningen korrelerte ikke med blynivåer i blodet eller tjenestetiden.

I tillegg til aerosolutslipp kan tungmetaller komme inn i miljøet med industri-, landbruks- og kommunalt avløp. Rundt malmforekomster dannes vanndispersjonsstrømmer, hvor mange giftige komponenter kan betydelig overskride MPC som er etablert for dem. Den økte mutagenisiteten til avløpsvann fra ikke-jernholdige metallurgibedrifter har blitt bevist av en rekke studier. Pogosyan et al. studerte prosessen med mikrosporogenese i Tradescantia etter behandling av blomsterknopper med ikke-jernholdige metallurgiske produksjonsavløp som inneholder forbindelser av kobber, sink, bly og andre metaller. Det er konstatert at antall overtredelser øker ved langvarig (1,5 mnd) behandling. L.A. Ghukasyan et al. ved bruk av tradescantia, beviste mutagenisiteten til avløp fra et kobber-molybdenanlegg. Sokolov V.V. og Ganasi E.E. viste en økning i frekvensen av ACh i rotceller V. faba og C. capillaris under deres spiring på teknogent silt av bunnsedimenter som inneholder HM.

Fast avfall fra industribedrifter knyttet til bearbeiding av metallmalm og metallbearbeiding utgjør en betydelig miljøfare. Dette skyldes de store avfallsvolumene, det høye innholdet av tungmetaller og andre giftige forbindelser i dem. Under påvirkning av miljøfaktorer eroderer avfallet, og i form av støv eller regn kommer avrenning inn i det naturlige miljøet. Den genetiske faren ved slikt avfall er bevist. Ved å bruke Ames-testen ble for eksempel mutagenisiteten til vandige ekstrakter av industriavfall fra keramikk, støperi, galvanikk og andre industrier, hvor ulike tungmetaller var hovedkomponentene, vist.

1.1.2. Miljøforurensning med radionuklider

Levende organismer som bor på jorden er utsatt for naturlige kilder til ioniserende stråling. Sistnevnte kan deles inn i to grupper: kosmiske kilder og kilder lokalisert på jorden (for eksempel radioaktive geologiske bergarter, radon). Nivået av kosmisk stråling er relativt stabilt. Ekvivalent ekstern dosehastighet på grunn av kosmisk stråling tilsvarer ca. 3,2-10 -8 Sv/h ved havnivå. Når du stiger over havet, øker doseraten for denne eksponeringen. Dosen av ekstern stråling som mottas av befolkningen fra terrestriske naturlige kilder, bestemmes av den geologiske sammensetningen av foreldre, jorddannende bergarter. Dosen av denne strålingen for flertallet av befolkningen er omtrent 3,5·10 -8 Sv/t. I noen områder av jorden, på de stedene der radioaktive bergarter kommer til overflaten, kan dosen som mottas av befolkningen være 10 ganger større.

global forurensning biosfære med menneskeskapte radionuklider begynte i 1945, fra det øyeblikket testingen og bruken av atomvåpen begynte. For perioden fra 1945 til 1980. 450 ble produsert i jordens atmosfære atomeksplosjoner med en total kapasitet på 545 Mt. De radioaktive produktene som ble dannet som følge av eksplosjonene havnet i atmosfæren og ble ført med luftstrømmer over nesten hele jordoverflaten. Overvåkingen av radioaktivt nedfall utført på Moskvas territorium viste at fra slutten av 1950-tallet til 1964 (perioden med aktiv testing av atomvåpen i atmosfæren), oversteg nedfallets tetthet periodisk 1000 mCi/km 2 . Innholdet av radionuklider i luften nådde den gang (110-450)·10 -17 Ci/l. I perioden 1964-1980. tettheten av radioaktivt nedfall var 12-100 mCi/km 2 . Innholdet av radionuklider i atmosfærisk luft i denne perioden svingte innenfor (2,5-81)·10 -17 Ci/l. Etter avsluttet testing av kjernefysiske stridshoder i atmosfæren, stabiliserte nedfallstettheten seg på nivået 6,5-8,7 mCi/km 2 . Følgelig sank innholdet av radionuklider i atmosfærisk luft til (0,4-1,7)·10 -17 Ci/l. Tsjernobyl-ulykken førte til en økning i avsetningstettheten i 1986 til 418 mCi/km 2 , som deretter avtok i de påfølgende årene.

De radioøkologiske problemene i Russland og CIS-landene er ikke begrenset til bakgrunnsforurensning med radionuklider og konsekvensene av Tsjernobyl-katastrofen. Den stive rammen av gjennomgangen tillater ikke å ta i betraktning de radiobiologiske problemene forårsaket av nedbrytning av radon og eksponeringen som befolkningen i Russland mottar som et resultat av medisinske undersøkelser, samt problemene knyttet til eksistensen av store områder med strålingsforurensning ved Semipalatinsk-teststedet, Novaya Zemlya og territoriet til det radioaktive sporet i Øst-Ural (EURS). Samtidig er det ikke nødvendig å bevise at strålingsforurensning av økosystemer er ganske stor, og de radiobiologiske problemene med den kombinerte virkningen av kjemiske mutagener og ioniserende stråling er ekstremt relevante for biota og befolkningen i mange regioner i det tidligere Sovjetunionen.

Tula-regionen, hvor en del av vår forskning ble utført, ble utsatt for radioaktiv forurensning som følge av Tsjernobyl-ulykken. I denne forbindelse er det nødvendig å vurdere noen av de radiobiologiske problemene knyttet til effekten av strålingsforurensning på biota.

I 1996 opererte 9 atomkraftverk i Russland, hvor 29 kraftenheter ble drevet med Installert kapasitet 21 tusen MW. I følge det russiske informasjons- og analysesenteret for forebygging av ulykker ved kjernekraftanlegg, oppfyller ingen av disse kraftenhetene moderne sikkerhetskrav fullt ut. For perioden 1993-1996. 550 brudd på normal drift av reaktorer ble registrert ved atomkraftverk. Lagringsanlegg for brukt kjernebrensel ved NPP er overfylt og alle 9 NPPs fortsetter å akkumulere brukt kjernebrensel utover designverdiene.

I april 1986 skjedde en ulykke ved enhet 4 i Tsjernobyl-atomkraftverket. Som følge av eksplosjonen ble en stor mengde radioaktive stoffer sluppet ut i miljøet. Avhengig av avstanden og tiden som har gått fra eksplosjonsøyeblikket til nedfallet av radionuklider på jordens overflate, er disse nedfallet delt inn i tre typer: 1) nær; ) og 3) global .

Det totale landarealet med 137 Cs forurensningstetthet over 1 Ci/km 2 var 3,2 % av det europeiske territoriet til det tidligere USSR og over 0,2 Ci/km 2 - 23 %. Områdene som er berørt av forurensning som følge av Tsjernobyl-ulykken er vist i tabell. 8 og 9.

Tabell 8. Områder med territorier (tusen ha) forurenset med 137 Cs som følge av Tsjernobyl-ulykken

Stat	Forurensningsgrad, Ki/km 2
Stat


Hviterussland

Tabell 9. - Fordeling av områder forurenset med 137 Cs med et nivå på 1,0 til 5,0 Ci / km 2 i de administrative territoriene i den europeiske delen av Russland

Territorium	Forurensningsområde
Territorium	km 2	%
Belgorodskaya	1620	6,4
Bryansk	6050	17,3
Voronezh	1160	2,2
Kaluga	3500	11,7
Kursk	1200	4,0
Lipetsk	1470	6,1
Leningradskaya	850	1,0
Mordovia	1630	6,3
Nizhny Novgorod	20	0,02
Orlovskaya	9300	37,2
Penza	4130	9,6
Ryazan	5210	13,0
Saratov	150	0,2
Smolensk	100	0,2
Tambov	330	1,0
Tula	10320	39,7
Ulyanovsk	1060	2,9
TOTAL	48100

Merk: Tabellen inkluderer ikke områder med forurensning over 5 Ci/km 2 .

På territoriet som er forurenset som et resultat av Tsjernobyl-ulykken, observeres den såkalte flekkete mosaikkstrukturen til terrengforurensning, noe som forårsaker, på bakgrunn av det gjennomsnittlige strålingsnivået som er karakteristisk for området, tilstedeværelsen av lokale flekker med betydelig større tetthet forurensing. Så, ifølge dataene fra Plavsky-kjemikaliseringssenteret i Plavsky-distriktet i Tula-regionen, med et gjennomsnittlig nivå av strålingsforurensning på 10-15 Ci/km 2, ble det registrert flekker på opptil 40 Ci/km 2.

Utenfor 30 km-sonen til atomkraftverket i Tsjernobyl (innenfor grensene til det ukrainske Polissya) er den biologiske tilgjengeligheten av 137 Cs høy og kan sammenlignes med tilgjengeligheten til nuklidet introdusert i vannløselig form. Dette, ifølge forfatterne, gjør at alle langsiktige eksperimentelle data oppnådd før Tsjernobyl-ulykken om dynamikken til cesium i økosystemer kan brukes til å vurdere mulige nivåer av forurensning av planteprodukter i ChRS-territoriene. Dataene innhentet av oss på territoriet til Tula-regionen indikerer imidlertid at nesten alt cesium (i det minste innen 1997) er i form bundet av det jordabsorberende komplekset. Derfor er inntreden av 137 Cs i planter hovedsakelig bestemt av deres biologiske egenskaper. Resultatene våre stemmer overens med dataene om formene for radionuklider i EURT-jord (tabell 10).

Tabell 10. Innhold (%) av vannløselige (A), utskiftbare (B), syreløselige (C) og faste (D) former av radionuklider i jordsmonnet i Øst-Ural radioaktivt spor 36 år etter ulykken.

Jordsmonn	137Cs				90Sr
Jordsmonn	EN	B	C	D	EN	B	C	D
Sod-podzolic	0,20	0,40	0,4	99,0	2,5	45,8	44,2	7,5
grå skog	0,02	1,18	2,7	95,1	2,4	58,0	30,0	9,6
Chernozem	0,10	1,10	2,1	96,6	1,8	55,9	30,9	11,4

Vurderingen av dosene av ioniserende stråling mottatt av befolkningen som følge av Tsjernobyl-ulykken og skadene forårsaket av disse dosene varierer sterkt mellom ulike forfattere. I 1988 vedtok Helsedepartementet standarden "Grensen for individuell dose for livet, fastsatt for befolkningen, kontrollerte områder av RSFSR, BSSR og ukrainske SSR, utsatt for radioaktiv forurensning som følge av Tsjernobyl-ulykken", lik. 35 rester. Hvis dosen er høyere, er gjenbosetting av mennesker til rene områder nødvendig. Denne grensen, som er et kriterium for gjenbosetting, ble imidlertid omgjort til en øvre grense for akseptabel risiko, ifølge hvilken befolkningen som mottok mindre enn 35 rester per liv ikke ble gjenbosatt og de ble garantert trygge levesett. På samme tid, hvis vi går ut fra ikke-terskelbegrepet om avhengigheten av stokastiske genetiske effekter på stråledosen, så er det feil å vurdere å bo i forurensede områder som trygt for helsen. Konklusjonen om sikkerheten til dosen på 35 rem ble gjort på grunnlag av informasjon mottatt tidligere enn 1988. Dessuten er det en oppfatning at det ikke er noe vitenskapelig system for synspunkter angående sikkerheten til en dose på 35 rem. Det er kun en forsettlig beslutning om å likestille befolkningen som bor i de berørte områdene med menneskene som bor i nærheten av atomkraftverket, for hvem det er fastsatt en dose på 0,5 rem. Multiplisere denne verdien med 70 år (gjennomsnittlig levealder), og verdien på 35 rem ble oppnådd. I det siste tiåret indikerer mer nøyaktige epidemiologiske og dosimetriske data fra International Commission for Radiological Protection (ICRP) at risikoen for ondartede neoplasmer med et 35-rem-konsept ble undervurdert med 2-4 ganger. I tillegg, med den kombinerte virkningen av stråling og visse faktorer av fysisk og kjemisk karakter, kan risikoen for ondartede sykdommer og mutagene effekter tidobles.

Hvis vi går ut fra dosen som var før Tsjernobyl-katastrofen, som er 100 mrem (eller 7 rem per liv), vil mer enn 1,5 millioner mennesker i Ukraina, Hviterussland og Russland måtte gjenbosettes.

1.1.3. Miljøforurensning fra elektromagnetiske felt

En person utsettes nesten konstant for magnetiske og elektromagnetiske felt i forbindelse med bruk av mange maskiner og apparater som brukes i transport, i industrien og i hverdagen. Gjennomsnittlig energiflukstetthet som befolkningen utsettes for er 0,005 μW/cm 2 . I produksjon er nivåene mye høyere. Nivåene av elektrisk feltstyrke ved transformatorstasjoner kan nå 20 kV / m 2, under kraftledninger - 10 kV / m 2. Elektromagnetiske felt virker på reguleringsmekanismer på alle nivåer av organisering av levende vesener, inkludert molekylære, intracellulære og intercellulære. Det er mulig at en av disse mekanismene er elektrolyttmetabolisme. Effekten av EMF på biologiske strukturer oppstår plutselig (spesielt under teknogene forhold), og intensiteten av kroppens respons avhenger i stor grad av dens individuelle egenskaper. Hvis en sunn organisme kan opprettholde balanse, kan det oppstå intensive endringer i en syk kropp som kan bringe den til en patologisk tilstand. Forfatterne viste at på dager med geomagnetiske forstyrrelser er det en statistisk signifikant økning i innholdet av natrium og kalium i fullblod sammenlignet med nivået på magnetisk stille dager (C=0). I erytrocyttene til friske mennesker i løpet av dagene med geomagnetiske forstyrrelser er det en betydelig økning i konsentrasjonen av natrium, kalium og kalsium, samt en reduksjon i konsentrasjonen av disse elementene i plasma.

Teknogene kilder til elektromagnetiske felt kan påvirke kroppens fysiologiske parametere. Så brudd på blodsammensetningen observeres hos mennesker i en avstand på til og med 300 m fra høyspentledninger. Tilfeller av leukemi ble registrert da folk bodde 40 m fra slike linjer. I praksis under høyspentlinje feltstyrken bestemmes i en avstand på 1 m fra bakken. Det maksimale elektriske feltet på bakken under en 380 kW høyspentlinje varierer fra 10 til 15 kW/m. I menneskekroppen induserer et slikt elektrisk felt en strøm på 0,15-0,23 mA, som er under terskelen for menneskelig følelse av strøm - 0,36 mA (mindre enn 50% av befolkningen). Noen mennesker er imidlertid i stand til å registrere elektriske felt fra 1 til 5 kW/m. Magnetiske felt under 380 kW høyspentlinjen er preget av en magnetisk induksjon på 0,055-0,5 mT, som er betydelig lavere enn grensen for skadevirkninger på mennesker (5-60 mT, 1-2 T). På daglig basis opplever en person sterkere magnetfelt enn magnetfeltet under en høyspentlinje. Helserisikoen fra elektriske og magnetiske felt, som er forårsaket av strukturene rundt oss, transport og husholdningsapparater, er praktisk talt eliminert. Grensene for det elektriske feltet, med et langt opphold i det, er som følger: for befolkningen - omtrent 10 kW / m; for arbeidere lokalisert i høyspentstrukturer - ca 20 kW / m.

Hos mennesker kan høyfrekvente elektriske felt forårsake brudd på termoregulering, utvikling av øyestrå, hodepine, irritabilitet og søvnforstyrrelser. Enheten for påvirkning av mikrobølgestråling på menneskekroppen er "Specific Absorption Rates" (SAR), numerisk lik energien til absorbert stråling per gram (noen ganger kilogram) biologisk vev. Når du absorberer en enhet av stråling i 20 minutter, varmes vevene opp med 1 grad. Oppvarming er tilstrekkelig (eller utilstrekkelig) kompensert av utvekslingsprosesser.

Lavfrekvente elektromagnetiske felt kan redusere blodtrykket, redusere hjertefrekvensen, forårsake takykardi, hematologiske endringer, EKG-endringer, økt tretthet. Bevegelsen av blod gjennom karene som ligger i et magnetisk felt, er ledsaget av utseendet av en elektrisk strøm i vevet i det kardiovaskulære systemet. Ved en elektrisk strømtetthet på opptil 10 mA/m 2 er det ingen merkbare biologiske effekter. I området 10-100 mA/m 2, som kan tilsvare at en person befinner seg i et magnetfelt på 5-50 mT, noteres utseendet av fosfener. Ved en elektrisk strømtetthet over 1000 mA / m 2 (500 mT) er det en reell trussel mot liv forbundet med utviklingen av hjerteflimmer. Elektromagnetiske felt med en frekvens på 60 Hz undertrykker aktiviteten til T-lymfocytter. Samtidig uttrykkes en mening om at med den direkte påvirkningen av lavfrekvente elektromagnetiske felt på en person, er tettheten av strømmer som oppstår i kroppen hans en størrelsesorden lavere enn terskelene for farlig handling etablert av fysiologer. Derfor mener forfatteren at det ennå ikke er mulig å trekke overbevisende konklusjoner om den patogene effekten av disse feltene.

Gjennomgangen vurderte problemene knyttet til bruk og påvirkning på biologiske objekter av elektromagnetisk stråling med en frekvens på 300 kHz-300 GHz. For å standardisere konsekvensvurderinger for frekvenser >300 MHz, anbefaler forfatterne å bruke enheter med effekttetthet, for frekvenser på 300 kHz-300 GHz - enheter av elektriske og magnetiske felt. Den spesifikke absorpsjonshastigheten og eksponeringstiden er kjennetegn ved det bestrålte objektet. For mennesker ble den maksimale spesifikke absorpsjonshastigheten registrert ved 70 MHz (for normale kroppsstørrelser). Under ekstreme forhold er en spesifikk absorpsjonshastighet på 1-4 V/kg og en eksponeringsfrekvens på 70 MHz ledsaget av en økning i kroppsoverflatetemperaturen med 2°C i 1 time. magnetisk stimulering, som et av eksemplene på ikke-termiske effekter på nerve- og muskelvev. Respons på virkningen av elektromagnetisk stråling med en frekvens på 300 kHz-300 GHz ble registrert på nivået av atferdsreaksjoner, endokrine skift, på cellulært, subcellulært og molekylært nivå.

Vekselstrømmer med en frekvens på 50 og 60 Hz er konstant tilstede i det menneskelige miljøet. Variable elektromagnetiske felt (VEM) generert fra disse strømmene induserer svake elektriske strømmer i menneskekroppen. Tallrike studier har vist at PMP har forskjellige svake effekter på kroppen: de forstyrrer døgnrytmer, endrer nivåene av celleproliferasjon, hemmer funksjonene til lymfocytter, modifiserer aktiviteten til enzymer og endrer funksjonene til cellemembraner. Alle disse endringene kan være forutsetninger for utbruddet av svulster. Det har vist seg at folk profesjonelt assosieres med høye nivåer PMP har en 20% økt risiko for leukemi. Barn som bor i nærheten av kraftledninger har også høyere risiko for å utvikle det. Samtidig er epidemiologiske studier motstridende og beviser ikke tydelig den etiologiske rollen til UMP i utviklingen av svulster hos mennesker.

Ved gjennomføring av 4-års terapeutiske og nevrologiske undersøkelser (1982-1985) av ansatte ved distribusjonsstasjoner som opererer i et elektrisk felt på 400 og 220 kV, ble det funnet at de har et nevrotisk syndrom og små EEG-endringer noe oftere enn blant andre populasjoner grupper. . Ledningshastigheten av nerveimpulser langs de perifere motoriske nervene skilte seg ikke fra normen. Ved undersøkelse av mannlige kontroller av kortbølgeutstyr (3-30 MHz) i alderen 20 til 50 år og med arbeidserfaring fra 2 til 30 år, ble det vist at de biologiske effektene av modulert EMF på hjernen til arbeidere begynner å vises etter mer enn 10 års arbeidserfaring. Tilpasning av forsøkspersonene til radiobølgeeksponering skjedde på bakgrunn av høy aktivitet i høyre hjernehalvdel. Amplitude-frekvensparametrene for den bioelektriske aktiviteten til hjernen til hoved- og kontrollgruppene skilte seg ikke, men med en økning i profesjonell kontakt med radiobølger ble den funksjonelle aktiviteten til strukturene i høyre hjernehalvdel redusert, noe som indikerte en reduksjon i de adaptive reservene i hjernen.

Forskningsresultatene indikerer en sterk påvirkning av elektromagnetisk stråling fra mobiltelefoner på hjernevev. Lavenergi radio- og mikrobølgestråling kan endre intracellulære biokjemiske prosesser. Dette kan forårsake endringer i hjernens vev og funksjoner, som i noen tilfeller er foreløpige stadier av karsinogenese og svekkelse av kroppens generelle immunitet. Europeiske organisasjoner anbefaler for mobiltelefoner marginal norm SAR (se over) 2 mW/g.

Effekten av stråling fra videoskjermer på hyppigheten av spontanaborter hos kvinner er studert. Det totale utvalget var 214108 kvinner i alderen 15 til 44 år, antall graviditeter var 24362, hvorav 2248 eller 9,2% endte med spontanaborter. Forfatterne fant ingen effekt av å jobbe med videoskjermer på hyppigheten av spontanaborter.

Maksimalt tillatt eksponeringsnivå i HF-området er 20 V/m. Ved undersøkelse av 80 arbeidere i bedriften, i den teknologiske prosessen som høyfrekvente strømmer ble brukt, ble det etablert et 5-7 ganger overskudd av det tillatte nivået. Flertallet av arbeiderne som var innenfor rekkevidden av høyfrekvente strømmer viste nevrosirkulatorisk dystoni av varierende alvorlighetsgrad.

Resultatene av studier av den biologiske aktiviteten til elektromagnetiske felt med lave og ultralave frekvenser på begynnelsen av 1990-tallet var ekstremt motstridende. En rekke arbeider bemerker fraværet av spesifikk skade fra elektriske og magnetiske felt av industrielle frekvenser (se for eksempel). Samtidig var dataene akkumulert på begynnelsen av 90-tallet tilstrekkelig til å demonstrere en pålitelig sammenheng mellom eksponering for elektromagnetiske felt med ultralave frekvenser og utvikling av kreft hos mennesker. Anmeldelser viser at for personer som er profesjonelt assosiert med elektrisk utstyr, øker risikoen for død fra akutt leukemi med 2,6 ganger; hos personer utsatt for ikke-ioniserende stråling økes risikoen for kreft med 4 ganger; 10 til 15 % av krefttilfellene i barndommen er relatert til elektriske felt i hjemmet. Bruk av elektrisk oppvarmede tepper om vinteren fører til en økning i antall spontanaborter hos kvinner sammenlignet med sommermånedene.

Behovet for å etablere de maksimalt tillatte verdiene for styrken til elektriske, magnetiske og elektromagnetiske felt som virker på en person, og metodiske tilnærminger for å løse dette problemet er vist i mange arbeider. For å underbygge de hygieniske standardene for elektromagnetisk energi differensiert etter frekvensområde for befolkningen som bor på plasseringene til TV-sendestasjoner, ble det utført en studie på hvite rotter av de biologiske effektene av elektromagnetisk energi med svært høy frekvens. Nivået av elektromagnetisk feltstyrke i forsøket var 96, 82, 48 og 14 V/m. Den totale varigheten av eksponeringen for det elektromagnetiske feltet var 120 dager. Som et resultat av forsøket ble det vist at maksimal inaktiv feltstyrke med en frekvens på 80 og 202 MHz for rotter er henholdsvis 20,2 og 8,4 V/m.

Nivåene av tillatt eksponering som er gjeldende i USSR bestemmes av GOST 12.1.006-76 "Elektromagnetiske felt av radiofrekvenser. Generelle sikkerhetskrav». De normaliserte parameterne i frekvensområdet 60 kHz -300 MHz er intensiteten E og H elektromagnetisk felt. Dette forklares med at induksjonssonen strekker seg over betydelige avstander rundt kilden. R < или = λ/6), в которой человек находится под воздействием практически независимых друг от друга электрической и магнитной составляющих электромагнитного поля. В диапазоне 300 МГц-300 ГГц нормируется плотность потока энергии (ППЭ) (Вт/м), так как зона индукции находится у самого источника (длина волны, им излучаемая, очень маленькая), поэтому человек около такого источника находится в зоне излучения, поле в которой сформировано и определяется в основном плотностью потока энергии.

Rasjonering av permanente magnetiske felt utføres i henhold til SN 1748-72 "Maksimal tillatte nivåer av permanent magnetisk feltstyrke på arbeidsplassen ved arbeid med magnetiske enheter og magnetiske materialer." I følge GOST 12.1.002-75 "Elektriske felt av strømmer av industriell frekvens med en spenning på 400 kV og over. Generelle sikkerhetskrav” bestråling av et elektrisk felt reguleres både av størrelsen på intensiteten og av handlingens varighet.

Det antas at kraftledninger med en spenning på 420 kV ikke er farlige for helsen til folk som bor i nærheten av dem. Elektriske felt opp til 20 kV / m 2 og magnetiske felt opp til 0,3 T er ikke helsefarlige i tilfelle deres isolerte eller kombinerte effekt på en person. For statiske magnetfelt anbefales det å begrense dosen til 0,2 T i 60 minutter og 0,02 T i lengre tid. Basert på data fra sin egen forskning, samt på publiserte resultater fra andre forskere, kom R. Howf til den konklusjon at elektriske felt opp til 20 kV/m 2 og magnetiske felt opp til 5 mT ikke har noen effekt på menneskers helse og velvære. Samtidig understrekes det at størrelsen på elektriske og magnetiske felt som en person møter i løpet av arbeidsaktiviteten er betydelig lavere enn de ovennevnte. I henhold til standardene til Forbundsrepublikken Tyskland, godkjent i 1986, anses en spenning på 20 kV / m 2 og en induksjon på 5 mT som langsiktig tillatt, og kortsiktige verdier er 50% mer .

Ovennevnte normer er basert på analyser av rent fysiologiske parametere og tar ikke i det hele tatt hensyn til mulige genetiske konsekvenser av eksponering for EMF. I tillegg ble alle disse normene satt sammen i analysen av de fysiologiske effektene av den isolerte virkningen av EMF. Men i det menneskelige miljøet, i tillegg til EMF, er det samtidig et stort antall andre fysiske og kjemiske faktorer, hvor interaksjonen kan manifestere en synergistisk effekt av noen av dem. Disse mulige synergistiske effektene er ennå ikke tatt i betraktning av hygieniske standarder.

Tatt i betraktning den brede forekomsten av AMF, krever deres innvirkning på levende organismer ytterligere studier.

Teknogen forurensning av miljøet

Alle deler av biosfæren (atmosfære, hydrosfære, litosfære) er aktivt forurenset av forskjellige stoffer og deres forbindelser.

Atmosfære. Dette er en blanding av gasser som ikke samhandler under normale naturlige forhold. Sammensetningen av atmosfæren nær jordens overflate (opp til høyder på omtrent 50 km) forblir konstant: nitrogen - 78,08%, oksygen - 20,95%, argon - 0,9%, i små brøkdeler av en prosent - karbondioksid, helium og andre gasser . En spesiell plass blant små urenheter er okkupert av ozon (2 ... 7) 10 ~ b%. Den absorberer sterkt solens ultrafiolette stråling, som har stor biologisk aktivitet og ved høye intensiteter har en skadelig effekt på organisk liv som regel. Hovedmassen av ozon er konsentrert i det atmosfæriske laget på 15-55 km med en maksimal konsentrasjon i høyder på 20-25 km.

Den standard kjemiske sammensetningen av atmosfæren er alltid overlagret med en viss mengde urenheter av naturlig opprinnelse. Urenheter som slippes ut av naturlige kilder inkluderer:

støv (av vulkansk, vegetabilsk, kosmisk opprinnelse; frigjort under forvitring av jord og bergarter; partikler av havsalt som kommer inn i luftmassene under forstyrrelse av hav og hav). For eksempel, under forvitring av sedimentære og magmatiske bergarter, kommer 3,5 tusen tonn kvikksølv inn i atmosfæren årlig;

røyk og gasser fra skog- og steppebranner, gasser av vulkansk opprinnelse;

produkter av vegetabilsk og animalsk opprinnelse.

Alle disse kildene har en spontan kortsiktig karakter og er romlig fordelt lokalt.

Nivået av atmosfærisk forurensning med naturlige urenheter er bakgrunnen for det ("kjemisk bakgrunn") og endres lite over tid.

Atmosfærens tilstand og sammensetning bestemmer i stor grad intensiteten av solstråling på jordoverflaten. Atmosfærens screeningsrolle i prosessen med å overføre termisk energi fra solen til jorden og fra jorden til verdensrommet påvirker gjennomsnittstemperaturen i biosfæren, som er omtrent +15°C.

Hoveddelen av solstrålingen overføres til jordoverflaten som synlig stråling og reflekteres fra jordoverflaten i form av infrarød (termisk) stråling. Derfor avhenger andelen av reflektert strålingsenergi som absorberes av atmosfæren av gasssammensetningen og støvinnholdet. Jo høyere konsentrasjon av urenhetsgasser og støv, jo mindre reflektert solstråling går inn rom og jo mer varmeenergi blir igjen i atmosfæren (drivhuseffekt).

Som beregninger og målinger viser, fører en økning i konsentrasjonen av karbondioksid i jordens atmosfære til en svak økning i temperaturen nær overflaten: med henholdsvis +0,05, +0,17 og +0,46 °C.

i 1978, 2000 og 2025, noe som påvirker klimaendringene betydelig.

De viktigste luftforurensningene er kjøretøy, metallurgi, termisk kraft, kjemisk industri, byggevareproduksjon, som står for henholdsvis 30, 26, 25, 8 og 6 % av utslippene.

Således, bare under forbrenning av hydrokarbonbrensel, slippes det årlig ut rundt 400 millioner tonn svoveldioksid og nitrogenoksider til planetens atmosfære (eller 70 kg per innbygger på jorden). Samtidig bør det tas i betraktning at menneskehetens behov for energibærere vokser med en hastighet på 3 - 4% per år, dvs. dobles hvert 20.-30. år.

Den økende kjemiske forurensningen av luftbassenget i store byer kan betraktes som en miljømessig nødsituasjon. Så, med en gjennomsnittlig årlig kjørelengde for en bil på omtrent 15 000 km, bruker den omtrent 4350 kg oksygen og slipper ut 3250 kg karbondioksid, 530 kg karbonmonoksid og omtrent 1 kg bly til atmosfæren.

Vi lister opp de vanligste stoffene som forurenser atmosfæren: svoveldioksid (SO 2) - 17,5 %, karbonoksider (CO, CO 2) - 15 %, nitrogenoksider (NO, NO 2) - 14,5 %, faste urenheter (støv , sot). ) - 14,5 %.

Det er fastslått at støv slippes ut i atmosfæren årlig, millioner tonn: ved brenning av kull - 93,6, ved produksjon av sement - 53,4, av metallurgiske bedrifter - 26,7.

De fleste av de atmosfæriske lufturenhetene i byer trenger inn i boliger og andre lokaler. Om sommeren (med åpne vinduer) tilsvarer sammensetningen av luften i rommet atmosfærisk med 90%, om vinteren - med 50%.

Freoner - gasser eller flyktige væsker som inneholder fluor og klor - har en betydelig effekt på ozonlaget. Varigheten av deres "liv" i atmosfæren er omtrent 100 år, noe som resulterer i akkumulering av urenheter i ozonlaget. Kilder til freoninntak: kjøleenheter i tilfelle brudd på tettheten til den termiske kretsen, husholdningsspraybokser for sprøyting av forskjellige stoffer, etc.

Som et resultat av teknologisk påvirkning på atmosfæren, er følgende mulig:

overskridelse av tillatte konsentrasjoner av skadelige urenheter i byer og tettsteder;

smog og sur nedbør;

fremveksten av drivhuseffekten, som bidrar til en økning i gjennomsnittstemperaturen på jordens overflate.

Hydrosfære. Jorden er nesten tre fjerdedeler dekket med vann. Avhengig av konsentrasjonen av salter, er naturlig vann delt inn i ferskvann (saltkonsentrasjon er ikke mer enn 1 g / l) og sjøvann.

signal. Å dele ferskvann står for omtrent 3 % av den totale vannmassen, med 2 % innelukket i utilgjengelig is.

De mest praktiske for bruk er elve- og innsjøvann. Som regel mineraliseres de i en eller annen grad, hovedsakelig på grunn av salter av kalsium, magnesium, etc., som er løselige i dem.

Sjøvann på kjemisk oppbygning det samme over havene. Den gjennomsnittlige konsentrasjonen av salt i den er

3,5 %, og i motsetning til ferskvann er salter hovedsakelig representert av klorider.

Et karakteristisk trekk ved teknogen forurensning av det naturlige miljøet er inntreden i det fra teknosfæren av gassformige, aerosol-, faste og flytende forurensninger som er uvanlige for det.

De viktigste forurensende stoffene i hydrosfæren er: husholdnings- og industriavløp fra offentlige tjenester, mat, medisinsk, tremasse og papirindustri; jordbruk (omtrent 1000 UZ gjødsel påført jorda vaskes i elver og innsjøer); maritim transport (først av alt, olje fra tankskip - omtrent 0,1% av den årlige oljetransporten går til sjøs).

Hvert år kommer 26,5 millioner tonn oljeprodukter (som er omtrent 1 % av deres produksjon), 0,46 millioner tonn fenoler, 5,5 millioner tonn syntetisk fiberproduksjonsavfall og 0,17 millioner tonn planteorganiske rester inn i hydrosfæren fra verdensavrenningen. .

Effekten av teknosfæren på hydrosfæren fører til følgende negative konsekvenser:

Reservene av drikkevann med et akseptabelt innhold av urenheter synker;

tilstanden og utviklingen av floraen og faunaen i hav, hav, elver og innsjøer er i endring;

den naturlige sirkulasjonen av mange stoffer i biosfæren er forstyrret.

Landforurensning forårsakes først og fremst av landbruksproduksjon (gjødsel og plantevernmidler). Det kan føre til:

til reduksjon av dyrkbar jord og reduksjon av deres fruktbarhet;

metning av planter med skadelige stoffer, noe som uunngåelig fører til matforurensning (for tiden kommer opptil 70% av de skadelige effektene på mennesker fra matvarer);

ubalanse i økosystemer på grunn av død av insekter, fugler, dyr, noen plantearter.

I et bestemt område dannes luftforurensning, etterfulgt av vann- og jordforurensning, på grunn av følgende tre komponenter:

globalt, på grunn av tilstedeværelsen på jorden av mange kilder til industriell forurensning og deres grenseoverskridende transport over lange avstander;

regionalt, relatert til utslipp i en gitt industriregion;

lokal (lokal), på grunn av utslipp av et bestemt objekt i et gitt område.

Med langdistanseoverføring er forplantningshastigheten til luftmasser vanligvis hundrevis av kilometer per dag. Derfor kan bare de kjemikaliene hvis levetid i atmosfæren overstiger 12 timer spres over lange avstander.For en merkbar opphopning av skadelige stoffer (som kommer fra atmosfæren) i jord og vann, må levetiden i disse mediene være minst ett år. Langlivede urenheter inkluderer CO 2 , freoner og en rekke andre. Levetiden i størrelsesorden ti dager eller mindre har oksider av svovel og nitrogen.

For å sikre miljøsikkerhetskrav er innholdet i hele spekteret av kjemikalier som slippes ut i miljøet strengt regulert. For disse formålene brukes to kvantitative hovedindikatorer:

maksimal tillatt konsentrasjon (MAC);

maksimalt tillatt utslipp (MAE).

Maksimal tillatt konsentrasjon - maksimal konsentrasjon (masse av urenheter (g) per volumenhet (l) luft, vann eller masse (kg) jord), som ikke har en direkte eller indirekte skadelig effekt på en person, hans avkom og sanitære levekår. For tiden er det etablert MPC per gjennomsnittlig person for luftmiljøet i bedrifter, atmosfæren i byer og andre bosetninger, og for vannet i åpne reservoarer. Det er etablert MPC i jord for innhold av plantevernmidler, tungmetaller og organiske forbindelser. Gjennomsnittlig daglig MPC beregnes over en lang tidsperiode, opptil et år. Disse MPC-ene er beregnet under hensyntagen til de globale og regionale komponentene i den teknogene kjemiske bakgrunnen.

Avhengig av MPC-normene er vannkilder delt inn i to kategorier: kilder for husholdnings- og drikkeformål, inkludert for vannforsyning til næringsmiddelindustribedrifter, og reservoarer innenfor bosettingsgrensene, samt for svømming, sport og rekreasjon.

Hygieniske krav til husholdningsdrikke, fiskevannkilder, samt krav til drikkevann er regulert av relevante standarder og sanitærnormer.

For praktisk kontroll av inntrengning av skadelige stoffer i miljøet fra utslippskilden, beregnes MPE for skadelige stoffer for det på grunnlag av de etablerte MAC-ene. MPE er etablert for hver stasjonær og mobil kilde av de relevante forskriftsdokumentene (for eksempel " Sanitære standarder design av industribedrifter "SN-245-71).

Hva annet å lese

Er det mulig å bli kvitt en vorte på leppen Atypiske utvekster på huden som ser ut som tuberkler eller hanekam er papillomer. Neoplasma...

Werner von Braun kort biografi Wernher von Braun, med sitt liv, beviste han overbevisende at genialitet og skurkskap er kompatible ting. Som SS-offiser...

Presentasjon - Dymkovo leketøy Oppdag hemmelighetene til disen russisk leire leketøy presentasjon Lærer: I dag, gutter, skal vi snakke om leker. Men ikke om vanlige, men om folkeleker. Den har lenge vært kjent for vår...