Підручник з Біології і екології (рівень стандарту). 11 клас. Андерсон - Нова програма

§ 35. Забруднення довкілля, його види та критерії

Поміж глобальних цілей сталого розвитку є боротьба зі зміною клімату, збереження морських екосистем та екосистем суходолу.

Які причини виникнення цих проблем?

Однією з причин виникнення екологічних проблем є вплив на стан навколишнього середовища чинників, які змінюють його кількісні та якісні характеристики.

Поняття забруднення довкілля та його види. Ці чинники можуть бути фізичного, хімічного або біологічного походження та викликати забруднення довкілля.

Забруднення довкілля - зміна кількісних і якісних характеристик довкілля внаслідок надходження до нього або утворення в ньому фізичних, хімічних чи біологічних чинників, які негативно впливають на стан навколишнього природного середовища та життєдіяльність людини.

За характером походження виділяють природне та антропогенне забруднення довкілля. Природне забруднення виникає внаслідок потужних природних процесів (виверження вулканів, лісові пожежі, вивітрювання, масове розмноження комах тощо) без будь-якого впливу людини. Антропогенне забруднення є результатом діяльності людини й інколи за масштабами впливу переважає природне (рис. 171). Природне або антропогенне забруднення спричинене впливом забруднювачів - фізичних, хімічних або біологічних чинників, які потрапляють у навколишнє середовище або виникають у ньому в кількості, більшій за звичайну, а також таких, які не знешкоджуються в екосистемах унаслідок перебігу природних фізико-хімічних чи біологічних процесів.

Рис. 171. Процеси природного й антропогенного забруднення

Виверження вулкану Кілауеа (Гаваї) 4 травня 2018 року

Аварія на японській АЕС «Фукусіма» в березні 2011 року

Розпізнайте природне й антропогенне забруднення.

Кількість яких речовин збільшувалася в навколишньому середовищі внаслідок цих процесів? Як можуть впливати ці речовини на організм людини?

Наведіть приклади інших природних та антропогенних забруднень довкілля використовуючи інтернет-джерела.

За часом взаємодії з довкіллям розрізняють забруднення стійке і нестійке. До стійких забруднювачів належать такі, що повільно розкладаються природним шляхом (пластмаси, пестициди, поліетилени) або взагалі не знешкоджуються (токсичні сполуки - ртуть, свинець). Нестійкі забруднювачі негативно діють короткий період, знешкоджуються в екосистемах унаслідок перебігу природних фізико-хімічних чи біологічних процесів. Якщо в 40-х роках XX ст. ще домінували натуральні продукти (бавовна, шовк, вовна, мило, практично без добавок), то в наш час у промислово розвинутих країнах вони замінені синтетичними, що важко розкладаються й забруднюють навколишнє середовище (синтетичне волокно, мийні засоби, мінеральні добрива тощо).

Відповідно до природи чинників, забруднення розділяють на чотири групи: механічне, фізичне, хімічне та біологічне.

Механічне забруднення пов'язане з надходженням у навколишнє середовище агентів, які чинять лише механічний вплив без фізико-хімічних наслідків. Джерелами забруднення може бути виверження вулканів, пожежі, очисні споруди міст, полігони твердих побутових відходів (рис. 172).

Фізичне забруднення пов'язане зі змінами температурних, електромагнітних, шумових, світлових і радіаційних параметрів зовнішнього середовища. Джерелами теплового забруднення є промислові викиди нагрітого повітря, димових газів і води. Електромагнітне забруднення з'являється внаслідок електромагнітного випромінювання, джерелами якого є високовольтні лінії електропередач, антени радіо- і телекомунікаційних станцій, промислові установки тощо. Досліджено, що за впливу електромагнітних полів високої інтенсивності навіть у здорових людей може виникнути перевтома, головний біль тощо. Основними джерелами світлового забруднення є штучне освітлення великих міст і промислових комплексів. Таке освітлення впливає на цикл росту багатьох рослин, заважає орієнтації видів комах, які ведуть нічний спосіб життя, а також перелітних птахів. Поміж очевидних наслідків впливу на організм людини варто відзначити менш міцний сон, а отже швидку втомлюваність. Особливо потенційно небезпечними щодо фізичного забруднення є атомні електростанції - основне джерело радіоактивного забруднення.

Рис. 172. Основні види та чинники забруднення довкілля

Механічне

Фізичне

Хімічне

Біологічне

Сміття побутове, відходи побутові, органічний і неорганічний пил, сажа, смолянисті речовини

Теплове, шумове, електромагнітне, світлове, радіаційне випромінювання

Хімічні речовини: оксиди, кислоти, солі важких металів, пестициди, нітрати, пластмаси, синтетичні поверхнево-активні речовини (СПАР)

Біотичне, мікробіологічне, продукти генетичної інженерії

До яких видів забруднення найбільш уразливі екосистеми вашої місцевості?

Хімічне забруднення - збільшення кількості хімічних компонентів певного середовища, а також проникнення (введення) в нього хімічних речовин, не притаманних йому, або в концентраціях, котрі перевищують норму. Негативний вплив хімічних забруднювачів на здоров'я людини суттєвий: вони порушують нормальне функціонування організму, багато хімічних речовин мають канцерогенні та мутагенні властивості (рис. 173).

Біологічне забруднення - випадкове або пов'язане з діяльністю людини проникнення в екосистеми не притаманних їм рослин, тварин і мікроорганізмів (бактеріологічне й вірусологічне). Особливо забруднюють середовище підприємства, які виробляють антибіотики, ферменти, вакцини, сироватки, кормовий білок, тобто підприємства промислового біосинтезу, у викидах якого наявні живі клітини мікроорганізмів. До біологічного забруднення можна віднести надмірну експансію організмів (наприклад, у містах несвоєчасне прибирання побутових відходів призводить до значного збільшення кількості щурів, комах, голубів).

Якість довкілля та критерії забруднення. Забруднення, особливо антропогенного походження, спричиняє гостру екологічну кризу, зумовлену деградацією об'єктів навколишнього середовища. Для оптимізації взаємодії людини з природою важливо проаналізувати стан навколишнього природного середовища, оцінити потенційні можливості біосфери до самовідновлення, визначити різні типи впливів на природні екосистеми. У зв'язку з цим важливим є означення поняття якості довкілля.

Рис. 173. Вплив деяких хімічних забруднювачів на здоров'я людини

Карбон(ІІ) оксид (чадний газ)

Унаслідок взаємодії з гемоглобіном крові утворює карбоксигемоглобін, що може призвести до погіршення гостроти зору, роботи серця та легенів, порушення дихання і навіть смерті

Вуглеводні (бензин, метан)

Мають наркотичну дію, викликають головний біль, запаморочення

Плюмбум

Викликає головний біль, анемію, нервові розлади, пологові дефекти, затримку фізичного та психічного розвитку

Пестициди

Мають канцерогенний вплив, спричинюють ушкодження печінки, порушення ембріонального розвитку

Нітрати

Викликають утруднення дихання, підвищують дитячу смертність, унаслідок хімічних перетворень утворюються канцерогенні сполуки

Радіонукліди

Мають канцерогенний вплив, призводять до мутацій

Оберіть твердження, які можна сформулювати внаслідок аналізу інформації, яку наведено в таблиці.

І. Надмірне використання добрив і засобів боротьби зі шкідниками є джерелом забруднювачів, що можуть бути причиною розвитку онкологічних захворювань.

ІІ. Карбоксигемоглобін - сполука, що не виконує функцію транспортування кисню.

Якість довкілля - стан навколишнього середовища за фізичними, хімічними, біологічними та іншими показниками, що не порушують екологічного балансу, взаємозв'язку людини і довкілля та не знижують природної здатності середовища до самовідновлення.

Природно-соціальний підхід до визначення якості довкілля передбачає оцінювання стабільності середовища існування людини. Він вимагає розроблення й дотримання певних нормативних законодавчих документів з охорони природи - стандартів якості довкілля, якими встановлено оптимальні показники природного середовища - критерії.

Критерії кількісного оцінювання рівня забруднення навколишнього середовища - це індекс забруднення, гранично допустима, фонова і токсична концентрації. Індекс забруднення (ІЗ) - показник, що якісно і кількісно відображає наявність у довкіллі речовини-забруднювача і ступінь її впливу на живі організми. Гранично допустима концентрація (ГДК) - кількість шкідливої речовини в навколишньому середовищі, яка під час постійного контакту або впливу за певний проміжок часу практично не відбивається на здоров'ї людини. Цю концентрацію встановлююють у приземній атмосфері, водах, ґрунтах, рослинах, продуктах харчування. Фонова концентрація - уміст речовини в об'єкті навколишнього середовища, яка визначається сумою глобальних і регіональних природних і антропогенних вкладів у результаті дальнього або транскордонного переносу. Токсична концентрація - або концентрація шкідливої речовини, яка здатна за різної тривалості впливу викликати загибель організмів, або концентрація шкідливого агенту, що викликає загибель організмів протягом 30 діб у результаті впливу на них шкідливих речовин.

Рис. 174. Сучасна хімічна лабораторія

Навіть за малої концентрації NO2 в повітрі людина відчуває присутність цього газу. Проте здатність організму виявляти його пропадає після 10 хвилин вдихання, але при цьому відчувається сухість і першіння в горлі. Хоча й ці ознаки зникають за тривалої дії газу в концентраціях 3,45 мг/м3 (поріг виявлення Нітроген(IV) діоксиду становить 0,23 мг/м3). У скільки разів перевищується поріг?

  • 1. Дайте означення понять забруднення довкілля, якість довкілля.
  • 2. Які види забруднення розрізняють?
  • 3. Що таке природне та антропогенне забруднення?
  • 4. Назвіть основні джерела різних видів забруднення.
  • 5. Якими критеріями користуються для кількісного оцінювання рівня забруднення?