10.2. ПРОБЛЕМНАЯ ЛЕКЦИЯ 10.1. ПО МОДУЛЮ 10 "ОСНОВЫ НЕОЭКОЛОГИИ" - ОСНОВНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ УКРАИНЫ

Официальными документами, которые дают возможность определить основные экологические проблемы Украины являются Национальные доклады о состоянии окружающей природной среды в Украине, периодические издания.

Известно, что экологическое состояние территории Украины формируется под влиянием природных и антропогенных факторов. Как и в других странах основными загрязнителями территории Украины является предприятия черной и цветной металлургии, топливно-энергетического комплекса, машиностроения и транспорта, а также сельскохозяйственное производство. К этому следует обязательно добавить жилищно-коммунальное хозяйство, которое вносит существенный вклад в загрязнение окружающей природной среды. Предприятия металлургии и энергетики выбрасывают в атмосферу 70% общего объема загрязняющих веществ. Это и фенолы, и нефтепродукты,и сульфаты, и сернистый ангидрид и оксиды углеводорода и многие другие. Сельскохозяйственное производство обуславливает загрязнение природной среды, уже названными выше поллютантами, да плюс удобрения, ядохимикаты и другое. Бытовые отходы и автомобильный транспорт населенных пунктов усиливают общую неблагоприятную ситуацию. Сегодня в Украине только твердых отходов, по различным оценкам накоплено около 25 млрд.т. и они занимают площадь 160 тыс.га. Средняя плотность их почти в 10 раз выше, чем в России. Автотранспорт выбрасывает 39% общего количества выбросов оксидов углерода, диоксидов азота, серы, тяжелых металлов и др. Нельзя сбрасывать со счетов объекты ВПК. Многочисленная армия в Украине, несомненно, вносит весомый вклад в ухудшение качества окружающей природной среды.

В результате человеческой деятельности продолжает ухудшаться биоразнообразие, лесистость и т.д.

Общая экологическая ситуация территории Украины представлена на экологической (рис.11.)

Среди наиболеее важных проблем остановимся на следующих: проблемы загрязнения воздушного бассейна Украины, проблемы водных ресурсов, проблемы земельных ресурсов; проблемы природно-заповедного фонда, рекреационных ресурсов и курортных зон, проблемы минерально-сырьевых ресурсов, проблемы производства и потребления, проблемы экологического образования и воспитания, другие экологические проблемы.

10.1.2. ПРОБЛЕМЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА

Одной из главных проблем данного компонента является загрязнения воздушного бассейна канцерогенами, или в более широком аспекте токсикантами. Проще говоря, рассматривая эту проблему, необходимо особое внимание обратить на химические образования, которые обладают химической устойчивостью и высокой токсичностью. Токсичность, в данном случае, понимается как собирательный термин. Известно, что одни и те же химические образования обладают канцерогенной активностью и вызывают опухолевые изменения организма (онкогенез), в других условиях вызывают уродства (тератогенез), отравления (токсигенез), мутации (мутагенез), стимулируют или подавляют иммунную систему.

Канцерогенными свойствами могут обладать представители различных групп химических соединений: среди неорганических - асбесты, металлы;среди органических - ПАУ, нитросоединения, циклические - (агроматические) амины, митоксины и т.д. К числу канцерогенов относятся значительная группа химических соединений, в том числе отдельные составляющие полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). Это достаточно большая группа, куда относятся галоген-, амино-,сульфо-, нитропроизводные, а также спирты, альдегиды, эфиры, кетоны,кислоты, хиноны и другие соединения ароматического ряда. Но не все они являются канцерогенами. Например, широко распространенный углеводород 3,4 бензпирен является канцерогенным, а сопутствующий ему и более стабильный 1,2 - бензпирен является не канцерогенным и т.д.

Рис12

Характеристика всех перечисленных химических образований - чрезвычайно объемный материал. Поэтому целесообразно, освещая эту проблему остановиться на примере широко распространенного ароматического углеводорода 3,4 - бензпирена (БП). Это химическое соединение, равно как и многие другие канцерогены опасно тем, что обладая трансформирующей активностью, оно может способствовать возникновению, кроме канцерогенных изменений, еще и терагенных или мутагенных преобразований в организмах. В зависимости от условий воздействия они могут вызывать мутагенез, терагенез (уродства), ингибирование роста, ускорение старения, токсикогенез и нарушение работы иммунологических систем, что приводит как к нарушению индивидуального развития и изменению генофонда, так и к нежелательным изменением в ценозах.

Чтобы неоэколог способен был понимать механизм загрязнения, ему необходимо знать основные физические и химические свойства наиболее опасных загрязнителей. Подробно это рассматривается в химии, а здесь коснемся самого главного.

ПАУ, куда относится 3,4-БП - это кристаллические соединения с высокой температурой плавления и кипения. Растворимость ПАУ в воде невелика и значительно изменяется от одного углеводорода к другому. Растворимость в органических растворителях уменьшается с увеличением молекулярного веса. Например, растворимость пирена в воде примерно в тысячу раз выше, чем 3,4-БП, который в ряду изученных ПАУ, минимальна и составляет 0,11 мкг/л. Солевой состав не оказывает заметного влияния на растворимость ПАУ.

Очень важно с экологической точки зрения, что растворимость ПАУ в воде растет в присутствии бензола, нефти и нефтепродуктов, детергентов и др. Чем больше этих веществ находится в стоках и водойомах, тем больше токсичных и канцерогенных ПАУ может находиться в воде в растворенном состоянии. Некоторые ПАУ, в том числе канцерогенные, разрушаются под действием сильных концентрированных кислот, токов высокой частоты, ультразвука, ультрафиолетового излучения. ПАУ обладает магнитными свойствами. ПАУ являются полупроводниками. Увеличение проводимости под действием облучения происходит и при повышении температуры.

В воздушной среде, равно как и в других, З,4-БП подвергается различным химическим превращениям и биологической деградации.

Химические превращения включают фотоокисления, взаимодействие с оксидантами, термические реакции и т.д. Химическое разложение, особенно фотоокисление, является основным путем превращения 3,4-БП в атмосфере. О биологической деградации 3,4-БП речь пойдет при рассмотрении других проблем.

Следует помнить, что как органические так и неорганические мутагены всегда присутствовали в атмосфере, но в данное время концентрация этих веществ даже в относительно незагрязненной природной среде в два раза, а в городах - в 15-20 раз выше естественного фона.

Анализ данных Госкомитета Украины по гидрометеорологии показывает, что среднегоодовые концентрации вредных веществ в воздухе превышает санитарные нормы. Так, в 1993 году наблюдалось превышение бензопиренов в 5 раз, формальдегида в 4 раз, фенола и аммиака в 2 раза, диоксида азота в 1,5 раза и т.д. Чрезвычайно актуальной является проблема влияния загрязнений на термический режим. Существует преобладающая тенденция роста средней температуры воздуха у поверхности земли и если выбросы основных парниковых газов останутся на современном уровне, то на протяжении ближайших десятилетий температура воздуха может подняться на 1 град.С, а при увеличении их выброса - до 3 град.С. Вместе с тем за последние годы выброс от стационарных источников уменьшился, чего нельзя сказать о передвижных. Количество автомобилей (особенно иномарок) в стране увеличилось, а они дают более 40 % окиси углерода и более 30% оксидов азота от общего количества этих веществ.

В городах Украины установлено содержание 39 загрязняющих веществ,в том числе тяжелых металлов. Содержание банз(а)пирена наибольшее в Донецке - 13 ПДК, Запорожье - 12, Кривом Роге - 10, Краматорске - 9,Мариуполе -9. Загрязнение формальдегидом превышало норму во всех городах: в Светловодске в 10 раз, Одессе - 8 раз, Киеве и Луганске в 2 раза. В атмосфере некоторых городов установлены значительные концентрации тяжелых металлов - свинца, меди, хрома. В Донецке свинец в воздухе превышал 1,2 ПДК, медь в Днепродзержинске и Донецке превышала ПДК в 2 раза.

Основная причина загрязнения воздуха - отсутствие эффективных технических способов для улавливания газообразных веществ, недостаточный уровень эксплуатации существующих пылегазоочистных установок и т.д.