Антропогенное загрязнение окружающей среды

Антропогенное загрязнение – это влияние на окружающую среду, вызванное деятельностью человека. Оно стало наблюдаться только в XX и XXI веках. Люди вносят свой вклад в бремя окружающей среды с тех пор, как научились управлять огнем и плавить металлы. Однако природа и распространение загрязняющих веществ в окружающей среде изменились в недавней истории. 

Особенности антропогенного загрязнения окружающей среды

Наиболее раннее антропогенное загрязнение было локализованным, хотя ранняя выплавка металлов, даже 2000 лет назад, привела к загрязнению в масштабах полушария. В настоящее время нижняя часть атмосферы состоит в основном из азота, кислорода и других газов, следовых газов и частиц. Она, а также почва и вода находятся под влиянием эволюции человека, как с точки зрения роста численности населения, так и с точки зрения промышленного, сельскохозяйственного и домашнего развития (одним словом цивилизации).

Промышленная революция сконцентрировала людей в городах и привела к увеличению загрязнения воздуха в результате сжигания ископаемого топлива, а также рек органическими загрязнителями в виде сточных вод. Они вызывают болезни у людей, убивают рыбу в реках.

Снижение скорости выброса в окружающую среду токсинов за счет использования улучшенной обработки сточных вод примерно совпало с разработкой совершенно новых органических веществ. Они использовались в производстве множества продуктов, включая пестициды, пластмассы и антипирены. Стало широко применяться ископаемое топливо на транспорте и в производстве электроэнергии, что приводит к изменению характера нагрузки загрязняющих веществ. 

Окружающая среда, казалось, стала чище, потому что новые загрязнители, как правило, были невидимы, присутствовали только в низких концентрациях и не оказывали острого воздействия на подвергшихся воздействию животных или людей. Новые химические вещества многих классов, включая галогенированные органические соединения, фталаты, определил еще более разрушающие последствия антропогенного загрязнения.

«Старые загрязнители» явно оказали неблагоприятное воздействие на здоровье человека и популяции диких животных. Но только недавно стало понятно влияние «новых загрязнителей». Их эффекты могут быть такими же или более вредными.

Чем опасно антропогенное загрязнение?

Определение антропогенных загрязнителей не совсем понятно. Некоторые органические загрязнители, такие как полиароматические углеводороды (ПАУ), образуются:

1. В основном в результате неполного сгорания ископаемого топлива;
2. Также могут возникать в результате естественных лесных пожаров.

А вот загрязнители тяжелыми металлами, такими как свинец и медь являются элементами природного происхождения. Но концентрируются искусственно, например, путем плавления. 

С другой стороны, другие органические соединения являются синтетическими, как и другие классы химических веществ, и способны нарушать эндокринную функцию. К ним относятся:

• полихлорированные дифенилы (ПХД);
• полибромдифениловые эфиры (ПБДЭ);
• различные хлорорганические пестициды.

В последнее время нитраты, которые обычно используются в качестве удобрений, стали причиной нарушения физиологии животных. И это несмотря на то, что химически они сильно отличаются от соединений, которые традиционно вызывают проблемы. 

Все эти категории загрязнителей условно считаются «антропогенного происхождения» и классифицируются как эндокринные разрушители. Хотя механизмы действия тяжелых металлов часто отличаются от механизмов действия органических загрязнителей.

Механизм последствий антропогенного загрязнения

Большинство органических загрязнителей являются гидрофобными и липофильными. Ни органические, ни металлические загрязнители не разлагаются легко и быстро. Соответственно, они могут накапливаться в тканях животных. 

Там они могут быть биологически активными при концентрациях намного ниже тех, при которых они токсичны в обычном смысле. Многие различные загрязнители могут действовать аддитивно. Из-за этого биологические реакции могут быть вызваны даже тогда, когда концентрации отдельных химических веществ оказываются слишком низкими для оказания какого-либо эффекта. 

Животные особенно чувствительны на ранних стадиях развития. Но некоторые эффекты, оказываемые на этих стадиях, могут проявляться только во взрослой жизни или даже в последующих поколениях.

Источники и виды антропогенного загрязнения

По своей природе все виды антропогенного загрязнения могут быть классифицированы, в основном, как физические, химические и биологические. Другое разделение – на естественные и антропогенные источники, в зависимости от того, имеют ли они отношение к изменению климата или нет. 

С экологической точки зрения различают несколько типов загрязнителей в зависимости от того, как они влияют на экосистему:

• загрязнители, которые будут иметь прямое воздействие на здоровье человека, такие как оксиды азота (NOx), монооксид углерода (CO), оксиды серы (SO₂) или летучий органический углерод;
• загрязнители, оказывающие непосредственное влияние на растительность, такие как оксиды азота (NOx), оксиды серы (SO₂) и химические соединения хлора и водорода;
• загрязнители, которые будут образовывать кислоты, такие как (NOx) и оксиды серы (SO₂), особенно когда они обнаруживаются в высоких концентрациях и в то же время во влажной атмосфере;
• стойкие загрязнители с длительным жизненным циклом, накапливающиеся в почве и передаваемые по биологической цепи растение-животное-человек или в организме человека, будут иметь серьезные последствия для здоровья человека;
• загрязняющие вещества, непосредственно влияющие на климат, такие как двуокись углерода (CO₂) и метан (CH₄), оказывающие серьезное влияние на проблемы глобального потепления.

Физическое загрязнение атмосферы является следствием поступления энергии. Наиболее актуальными источниками физического загрязнения являются прямые тепловые загрязнения, естественные или антропогенные. 

Местный климат изменяется из-за тепла, производимого промышленностью, домашним хозяйством, сельским хозяйством и транспортом, и воздух из нижних слоев атмосферы имеет повышенную температуру. Непрямое тепловое загрязнение является следствием парникового эффекта и наблюдается в тропосфере. Явление связано с химическим антропогенным загрязнением и его эволюцией по отношению к парниковым газам.

Антропогенное химическое загрязнение

Является следствием поступления химических соединений в естественные составляющие воздуха, воды и почву. Имеет естественное и искусственное происхождение. Однако природные источники химического загрязнения, такие как извержение вулканов, естественное разложение органических веществ или пожар (возникший естественным образом), не вызывают особого беспокойства. Они являются частью равновесия в естественной окружающей среде. 

Для справки! Антропогенное химическое загрязнение вызывает серьезную озабоченность, поскольку их источники увеличиваются в количестве и концентрации с увеличением мирового населения и непрерывным увеличением потребности в энергии.

Антропогенное химическое загрязнение не имеет границ. Независимо от того, где загрязняющие вещества выбрасываются в атмосферу, они окажут влияние на глобальную окружающую среду. Основные антропогенные источники загрязнения:

• сжигание ископаемого топлива для производства энергии (тепла и электричества);
• основные производственные процессы (например, металлургическая промышленность или цементная/строительная промышленность);
• транспорт. 

Также источники антропогенного химического загрязнения делятся на две основные группы: стационарные и мобильные.

Газообразные загрязнители

По историческому значению, концентрации и общему воздействию на растения и животных (включая людей) делятся на четыре группы:

• диоксид серы (SO₂);
• оксиды азота (NOx: NO, NO₂);
• диоксид углерода (CO₂);
• озон (O₃). 

Диоксид серы и оксид азота (NO) являются основными загрязнителями. Выбрасываются непосредственно из источников. Наиболее важные группы источников антропогенного загрязнения определяются:

• промышленными предприятиями;
• системами отопления жилых помещений;
• транспортными (наземными, военно-морскими и воздушными) и сельскохозяйственными системами.

Способы борьбы с антропогенным загрязнением

Большинство загрязняющих веществ являются прямым результатом процесса сгорания на больших электростанциях и поршневых двигателях. Первым шагом к снижению концентрации загрязняющих веществ в атмосфере является контроль и сокращение выбросов из этих групп источников.

В идеальном случае процесс сгорания является полным (идеальным), и выхлопные газы образуются только из CO₂ и H₂O. Для достижения полного сгорания необходимо получить соотношение воздух-топливо (различное для каждого типа камеры сгорания) постоянным для всей камеры сгорания, и это невозможно из-за ограничений конструкции камеры сгорания. 

Есть много других загрязнителей антропогенного происхождения. Но перечисленные выше имеют большее значение.

Потребление энергии и техническая эволюция, связанная с этими источниками, является одной из основных причин антропогенного загрязнения, вызывающего изменение качества воздуха выше пределов, оговоренных в законодательстве, адаптированных и измененных в соответствии с уровнем знаний, на постоянной основе. 

Источники антропогенного загрязнения становятся причиной попадания вредных веществ в атмосферу. Следует отметить, что все антропогенные источники (промышленность, сельское хозяйство, транспорт, домашние источники и т.д.) вносят свой вклад в уровень качества воздуха, воды и почвы в дополнение к естественным источникам, которые существовали с момента создания планеты.