Владимир Базылев - Основы общей и экологической токсикологии

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 (СН 4) и на 46 % из диоксида углерода. В процессе разложения 1 т отходов выделяется 11,4 м 3такого 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).

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.

Принято считать, что в промышленно развитых регионах на долю промышленных сточных вод приходится 70 – 80 %, примерно 20 % – нахозяйственно-бытовые (коммунальные) стоки, а остальное падает на долю сельскохозяйственных стоков. Основные виды и источники загрязнений водных объектов приведены в табл. 2.8.

Таблица 2.8

Основные виды и источники загрязнений водных объектов

По данным экологического инспектирования, оказалось, что по количеству сбрасываемых сточных вод и степени их загрязнения отрасли промышленности могут быть ранжированы следующим образом:

– целлюлозно-бумажная → химическая → цветная металлургия → черная металлургия → угольная → машиностроение → нефтедобывающая → нефтехимическая → электроэнергетика (Красовский Г. Н., Егорова Н. А., 1991).

Можно выделить шесть следующих наиболее существенных проблем, связанных с водными объектами: эвтрофирование, закисление, загрязнение токсичными химикатами, флуктуации уровня, заиливание и разрушение экосистем.

Понятие трофности водоемов сформулировано Тинеманном и Науманном в начале XX в. Под этим понятием понимают «кормность», «питательность» водоемов, т. е. обеспеченность пищей населяющих их гидробионтов. Само слово эвтрофный происходит от греческого слова «эвтрофос», что в переводе означает «тучность», «жирность».

Эвтрофирование — повышение биологической продуктивности водных объектов в результате накопления в воде биогенных элементов под действием антропогенных и естественных (природных) факторов.

Между эвтрофированием и загрязнением имеется существенная разница, заключающаяся, прежде всего, в том, что загрязнение обусловлено сбросом токсических веществ, подавляющих биологическую продуктивность водоемов, а эвтрофирование до известной степени повышает продуктивность.

Основными источниками загрязнения водоемов биогенными веществами служат смыв азотных и фосфорных удобрений с полей, строительство водохранилищ без надлежащей очистки ложа, сброс сточных вод, в том числе и прошедших биологическую очистку.

Биогенные компоненты поступают в природные экосистемы как водным, так и воздушным путем; сейчас, например, в мире используется свыше 30 млн т/год мыла и детергентов (основанных на фосфатах). В Канаде, например, одному из химиков была присуждена престижная национальная премия за разработку моющих средств (стиральных порошков), не содержащих фосфора.

В эвтрофировании водоемов принимают участие два главных биогенных элемента – азот и фосфор. Если N min:P min(отношение содержания минерального азота к содержанию минерального фосфора) меньше 10, то первичная продукция фитопланктона лимитируется азотом, при N min:P min> 17 – фосфором, при N min:P min= 10 – 17 – азотом и фосфором одновременно. Установлено также, что азот определяет развитие фитопланктона главным образом в олиготрофных океанических районах и в морских экосистемах, а фосфор во внутриконтинентальных водоемах.