Природные, антропогенные и техногенные источники трансформации окружающей среды

К постоянно действующим природным источникам загрязнения относятся выветривание и сопровождающие его разнообразные процессы коррозии (физической, физико-химической, биогеохимической) строительных материалов и горных пород. Сюда же входят различные виды воздействия, обусловленные эманацией ювенильных газов, включая радон, аргон, метан, другие углеводороды, из земных недр.

К периодическим, обычно быстро протекающим (импульсным) природным процессам относятся различной мощности землетрясения, извержения вулканов, цунами, наводнения, оползни, селевые потоки, новые теплые течения (Эль-Нино) и повышение уровня моря. В истории биосферы именно они выступают в качестве критических факторов. Перенос различных видов загрязнений в окружающей среде происходит также за счет перехода в атмосферу морской соли, которая нарушает также качество почв.

Сравнение энергий различных природных типов катастроф и частоты их повторяемости позволило сделать вывод, что, чем реже происходят события какого-либо типа катастроф, тем они мощнее и, следовательно, опаснее. Установлено, что по частоте повторяемости в земной коре землетрясения происходят чаще, чем вулканическая активность (на 2—4 порядка), а в свою очередь вулканические взрывы чаще падения крупных метеоритов (астроблем) на 2—7 порядков. В то же время самая мощная из известных метеоритная катастрофа (Попигайская астроблема) в 100 раз мощнее самого сильного вулканического взрыва, а энергия сильнейших вулканических извержений (Санторин, Тамбора) тоже в сотни раз мощнее самого грандиозного землетрясения.

Космические циклические процессы являются очень важными экологическими факторами. Они включают:

• — световое и электромагнитное излучение Солнца, обладающее целым рядом разновозрастных циклов, начиная с циркадных (суточных) и заканчивая циклами почти в сотни миллионов лет;
• — влияние планет, комет, метеоритов и астроблем;
• — влияние запуска спутников, космических ракет (гиптил);
• — влияние околоземного космического «мусора».

Антропогенные источники охватывают весь спектр бытовой деятельности людей и всевозможные виды их последствий.

Существование и нормальное развитие жизни в биосфере возможно только в равновесии с окружающей средой. Всякое нарушение этого равновесия, как следует из геологической истории биосферы, влечет за собой неустойчивое состояние системы, что, в конце концов, приводит к глобальному кризису и гибели наиболее развитых видов живых организмов.

Демографический взрыв в XX в. почти никак не способствовал восстановлению разумного взаимодействия человека с природой. Академик А. Е. Ферсман, один из основателей науки геохимии, еще полвека назад указывал: «Создавая неустойчивые системы, человек направляет свою деятельность против естественно идущих геохимических реакций, с которыми он вступает неизбежно в конфликт». В самом деле, сейчас все осознают, что нарушение гармоничного природного равновесия неизбежно таит в себе опасность для человека как биологического вида.

Техногенными источниками трансформации и загрязнения окружающей среды постоянного воздействия являются: добыча любых полезных ископаемых (энергетических, рудных и нерудных), все виды промышленности, энергетика, сельское хозяйство, лесоразработки, другая деятельность.

Техногенные источники периодического действия — это техногенные аварии, катастрофы, а также войны.

В результате техногенного рассеяния химических элементов и их химически активных соединений вокруг источников загрязнения возникают зоны или ореолы их аномальных содержаний. По размерам ореолов различают техногенные аномалии трех типов: локальные, региональные и глобальные.

Локальные и региональные (например, Кузбасс с месторождениями угля, Западная Сибирь с месторождениями нефти и газа и др.) техногенные геодинамические и геохимические аномалии формируются в ходе всех видов хозяйственной деятельности: добычи твердых полезных ископаемых; добычи нефти и газа; производстве энергии; промышленном производстве; жилищно-коммунальной деятельности; функционировании транспорта; земледелии; животноводстве; использовании возобновляемых природных ресурсов (вырубка леса и переработка древесины, рыбное хозяйство) и др.

Таким образом, человек своей деятельностью выводит из природного равновесия и перемещает огромные массы вещества, которые затрагивают все компоненты биосферы. Прежде всего, это полезные ископаемые и твердые вещества литосферы, активно вовлекаемые в атмосферу и гидросферу. Далее — все разнообразие биоты, испытывающее все возрастающий гнет техногенеза.

Источниками загрязнения окружающей среды, особенно на этих уровнях, являются отходы промышленной, коммунально-бытовой, сельскохозяйственной деятельности, использование удобрений, ядохимикатов и др.

Производственные отходы подразделяются на:

• 1) твердые и жидкие, специально собираемые и сохраняемые;
• 2) стоки, рассеиваемые в окружающей среде в виде жидких потоков, содержащих твердые взвешенные частицы;
• 3) выбросы, рассеиваемые в виде газовых потоков, содержащих также твердые (пыль) и жидкие (аэрозоли) взвешенные частицы. Особое место в загрязнении окружающей среды и во вредном воздействии на биоту и человека занимают металлы. Загрязняются все компоненты окружающей среды: воздух, вода, почва, растительный покров, депонирующие среды (снег, донные отложения).

Борьбе с загрязнением окружающей среды придается все большее значение, она охватывает различные направления и становится все шире. Еще Д. И. Менделеев настаивал, что в химии нет отходов, а есть неиспользованное сырье. Проблема безотходного производства, разработка безотходных технологических процессов — дальнейшее развитие идей В. И. Вернадского о ноосфере — сейчас главное направление всех естественных и технических наук [68, 70].

Глобальные аномалии захватывают большие пространства. В атмосфере полютанты в виде пыли, аэрозолей и газов переносятся потоками воздуха на многие сотни и тысячи километров. К таким аномалиям чаще относят так называемые кислотные осадки, а также техногенное истощение озонового слоя, аномалии радиоактивных загрязнений, вызванные ядерными взрывами и техногенными авариями.

Экологические последствия кислотных дождей очень впечатляющие: гибель деревьев и рыбы (например, в Германии, Швейцарии, США, скандинавских странах), гибель людей с больными почками, старческое слабоумие и др.

Механизм воздействия кислотных дождей на биоту и людей довольно сложный. Так, в результате взаимодействия кислотного дождя (это слабый раствор серной, сернистой и азотной кислот, которые образуют на поверхности сульфаты и нитраты, активно воздействующие на любые живые организмы) с почвой появляется свободный А1, который проникает в водоемы. Далее, А1 с питьевой водой поступает в организм, вступает в реакции с белками, проникает в клетки и нарушает биологические процессы.

Количественный вклад тех или иных источников загрязнений окружающей среды может меняться в широких пределах в зависимости от природы воздействующих источников, внутренних параметров самой геосреды, а также места и времени.

Мощность природных, антропогенных и техногенных факторов и их вклад в общее загрязнение являются предметом многочисленных изучений, результаты которых пока не всегда однозначны.