Основы общей и экологической токсикологии - Владимир Базылев

По скорости разложения в объектах окружающей среды пестициды разделяют в настоящее время на следующие шесть групп: 1) пестициды с периодом разложения более 18 мес.; 2) пестициды с периодом разложения около 18 мес.; 3) пестициды с периодом разложения около 12 мес.; 4) пестициды с периодом разложения до 6 мес.; 5) пестициды с периодом разложения до 3 мес.; 6) пестициды с периодом разложения менее 3 мес.

По продолжительности действия (персистентность – продолжительность сохранения пестицидами биологической активности в окружающей среде или ее отдельных объектах, в том числе в почве, атмосфере, гидросфере) пестициды разделяют на следующие группы: 1) препараты с продолжительностью сохранения биологической активности до 3 мес.; 2) препараты с продолжительностью действия до 6 мес.; 3) препараты с продолжительностью действия до 12 мес.; 4) препараты с продолжительностью действия до 18 мес.; 5) препараты с продолжительностью действия до 2 лет; 6) препараты с продолжительностью действия более 2 лет.

Чем выше продолжительность действия препарата в объектах окружающей среды, тем выше его персистентность. Необходимо отметить, что в различных объектах окружающей среды и в разных климатических зонах персистентность одного и того же препарата может существенно изменяться. Персистентность препаратов зависит также от активности живых организмов, обитающих в данной экосистеме. Наиболее быстро пестициды разрушаются под влиянием микроорганизмов почвы. Большинство пестицидов сравнительно быстро разрушается также под влиянием света, особенно в присутствии воды.

Появление устойчивости к действию инсектицидов у вредных насекомых, отравление полезных насекомых, опыляющих растения, а также рыб в реках и озерах, привели к возникновению широкого международного движения, завершившегося в 1976 г. разработкой «Интегрированной программы борьбы с вредителями», принятой всеми странами-членами ФАО (Food and Agriculture Organization of the United Nations – Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН). Было решено составить список наиболее избирательных инсектицидов и использовать из них только безвредные для природных врагов насекомых; при применении инсектицидов учитывать факторы окружающей среды, усиливающие их действие, а именно – время применения (суточный цикл), температуру и осадки, способные в некоторых случаях заменить применение инсектицидов; использовать минимальные количества инсектицидов, необходимые при данном типе заражения; следить за накоплением инсектицидов и продуктов их распада в окружающей среде.

На основании этих требований было рекомендовано применять 5 основных инсектицидов: трихлорфон, малатион, метоксихлор, карбарил и неорганическое соединение криолит (алюмофторид натрия).

Загрязнение почв твердыми бытовыми отходами

К твердым бытовым отходам (ТБО) относят смесь веществ и материалов, образующихся в результате жизнедеятельности населения, которые необходимо утилизировать или уничтожить как бесполезные, нежелательные или опасные.

По своему составу ТБО неоднородны и включают макулатуру (20 – 40 % по массе), черные и цветные металлы (2 – 5 % и более), пищевые отходы (20 – 40 %), пластмассу (1 – 5 %), стекло (4 – 6 %), текстиль (4 – 6 %) и др. Количество ТБО (мусора), образующееся в некоторых странах мира в среднем на душу населения (по различным источникам на начало 1980-х гг.) приведено в табл. 2.7.

Таблица 2.7

Количество ТБО в некоторых странах мира в среднем на душу населения

* Париж.

** Москва.

Для справки отметим, что ежегодно в Санкт-Петербурге образуется около 1 млн т (около 5 млн м3) ТБО и 0,4 млн м3 осадков городских очистных сооружений.

Объем ТБО по России составляет около 130 млн м3. В настоящее время около 124 млн м3 складируются на специальных полигонах, а остальные уничтожаются на мусороперерабатывающих заводах.

С точки зрения экологической безопасности все ТБО целесообразно разделить на следующие четыре группы: 1) токсичные отходы (отходы, содержащие токсичные тяжелые металлы и их соединения, радиоактивные изотопы, люминесцентные лампы и т. д.);

2) потенциально-токсичные (при переработке генерируют токсичные вещества, загрязняющие окружающую среду); 3) нетоксичные (биологически инертные) отходы (кость, стекло, камень и т. п.);

4) пищевые отходы.

Городские свалки вокруг городов не только занимают обширные территории (для захоронения 1 т ТБО требуется 3 м2), но и представляют опасность для здоровья людей и являются потенциальным источником загрязнения подземных вод и распространения неприятных запахов.

Наглядный пример возможных масштабов загрязнения грунтовых вод – случай с военным складом в Скалистых горах (штат Колорадо, США). Из-за протечки хранилищ отходов ряд синтетических веществ попал в грунтовые воды, загрязнив около 50 км2 территории, окружавшей склад. В этом районе пришлось закрыть множество водяных скважин. Армия США затратила более 200 млн долларов, чтобы очистить местность и предотвратить ее дальнейшее загрязнение. Полагают, что для завершения работы понадобится еще 1,8 млрд долларов.

Городские свалки опасны в отношении пожаров и распространения инфекций. Как правило, спустя год после начала складирования отходов на свалке, начинается интенсивное выделение биогаза, состоящего на 54 % из метана (СН4) и на 46 % из диоксида углерода. В процессе разложения 1 т отходов выделяется 11,4 м3 такого газа, неконтролируемые выбросы которого представляют опасность в отношении взрыва или воспламенения метана, содержащегося в биогазе.

Свалка «живет» долгие годы. Выделение газов из толщи отходов начинается вскоре после ее создания и достигает максимума спустя 25 – 30 лет, после чего газ идет еще около полувека. То есть выделение газов свалкой длится не менее 75 лет.

Среди выделяющихся газов многие имеют сильный неприятный запах (сероводород, меркаптаны, аммиак, летучие амины). Но наиболее негативное воздействие на природную среду оказывают не они, а не имеющий запаха метан. Этот газ обладает способностью задерживать длинноволновое излучение, идущее от поверхности Земли, и таким образом способствовать повышению температуры земной атмосферы (так называемый «парниковый эффект»). «Парниковое» влияние метана в 30 раз выше, чем диоксида углерода, что делает его выделение в атмосферу крайне нежелательным.

Образующиеся в Санкт-Петербурге за год бытовые отходы, если их полностью захоранивать на полигонах, дадут со временем 30 – 40 тыс. т метана (Единая… 2000).

В связи с выделением метана и других горючих газов свалки представляют значительную пожарную опасность. Загоревшуюся свалку погасить очень трудно. Так, весной 1996 г. свалка у пос. Северная Самарка во Всеволожском районе Ленинградской области горела несколько недель, застлав удушливым дымом окрестности на много километров вокруг.

Дополнительным источником ТБО являются городские очистные сооружения, в которых в больших количествах накапливается осадок (или ил), состоящий на 70 – 80 % из органических веществ. Он имеет неприятный запах и содержит патогенную микрофлору. Обезвреживание осадка является обязательным условием системы очистки сточных вод, однако в ряде случаев осадок может содержать трудноудаляемые примеси (например, тяжелые металлы).

2.4. Основные источники и виды антропогенного загрязнения гидросферы

Гидросфера служит естественным аккумулятором большинства загрязняющих веществ, поступающих непосредственно в атмосферу или литосферу. Это связано с наличием глобального цикла круговорота воды, со способностью воды к растворению различных газов и минеральных солей, а также с тем, что любой водоем служит своего рода ямой, куда вместе с потоками воды смываются с суши всевозможные твердые частицы. Кроме того, вода в силу своего широкого использования в промышленности, сельском хозяйстве, в быту подвержена и непосредственному антропогенному загрязнению. Вместе с тем, будучи естественной средой обитания живых организмов (гидробионтов), вода находится в динамически равновесном состоянии обмена биогенными веществами с водной биотой. Присутствие загрязняющих веществ в водной среде, чуждых живой природе, оказывает влияние на процессы жизнедеятельности отдельных живых организмов и на функционирование всей водной экосистемы.

При изучении процессов загрязнения водных объектов установлены определенные закономерности: 1) неравномерность загрязнения водных объектов на территории страны; 2) периодически возникающие аварийные ситуации, сопровождающиеся массовыми выбросами загрязняющих веществ в водные объекты; 3) формирование устойчивых областей загрязнения, обусловленных постоянным поступлением в водные объекты промышленных, сельскохозяйственных и бытовых сточных вод.