Название: Основы биогеохимии - Добровольский В.В.

Жанр: Химия

Рейтинг:

Просмотров: 1522


Кроме отраслей промышленности, производящих или использующих металлы, существуют и другие пути их техногенного рассеяния, среди которых особенно важную роль играет сжигание минерального топлива, главным образом каменного угля.

Массы тяжелых металлов, ежегодно поступающие в окружающую среду в результате хозяйственной деятельности человечества, сопоставимы с количеством металлов, участвующих в глобальных процессах массообмена.

Годовая добыча некоторых металлов, прежде всего меди и свинца, значительно превышает и вынос растворимых форм, и годовой захват растительностью.

Как указано в разд. 3.2, из тропосферы непрерывно осаждаются дисперсные частицы, захваченные ветром с поверхности почвы. Оказавшись в тропосфере, эти частицы играют роль центров конденсации и осаждаясь выводят из тропосферы рассеянные химические элементы, поступающие туда с вулканическими и техногенными выбросами. Чем больше промышленные предприятия выбрасывают в воздух тяжелых металлов в составе дыма и пыли, тем выше концентрация металлов в атмосферных осаждениях, поступающих на поверхность почвы. По причине того, что поверхность почвы беспрестанно подвергается смыву дождевыми и талыми водами, взвеси дисперсных почвенных частиц переносятся плоскостным стоком и затем входят в состав пойменных отложений. Таким образом, илистыеотложения речных пойм чувствительно отражают уровни содержания рассеянных металлов в атмосфере. В связи со сказанным большой интерес представляет определение тяжелых металлов в донных отложениях рек и озер, дренирующих районы активной индустриализации. Согласно данным Дж. Мура и С. Рамамурти концентрация тяжелых металлов в илах Рейна, протекающего через высокоиндустриализированные районы Западной Европы, с конца XVITI в. по 1975 г. возросла: хрома — в 9, меди и свинца — в 13, цинка — в 19, ртути — в 50 и кадмия — в 100 раз.

После активного обсуждения широкой общественностью и научными кругами проблемы развития технического прогресса и роста загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами, завершившегося принятием итоговых документов внеочередной сессии ООН в Стокгольме в 1972 г., в странах Западной Европы и США были предприняты энергичные действия, направленные на ограничение загрязнения тяжелыми металлами. Результаты не замедлили сказаться. Уже в начале 80-х гг. XX в. высокие уровни металлов в донных отложениях рек и озер существенно снизились (рис. 16.6).

                

 

Рис. 16.6. Изменение содержания тяжелых металлов в пойменных отложениях низовьев Рейна на протяжении XX в. (по данным Дж.Джапенда и В.Саломонса, из А.И.Перельмана и Н.С.Касимова, 1999)

 

Однако проблема остается. Если бы выбрасываемые в воздух массы металлов распространялись, как газы, на большое пространство, а затем вымывались из тропосферы дождями и снегом, то их поступление на поверхность всей Мировой суши или даже на поверхность суши Северного полушария не превышало бы пределов природных поступлений, к которым растительные и животные организмы толерантны. Но основная масса металлов индустриальных выбросов выпадает в непосредственной близости от источника эмиссии. В результате живые организмы испытывают импактные (ударные) нагрузки и вокруг предприятия-загрязнителя формируются биогеохимические аномалии.

Тяжелые металлы являются необходимым компонентом биокатализаторов и регуляторов наиболее важных физиологических процессов. По этой причине сильное повышение их концентрации в окружающей среде в высокоактивном рассеянном состоянии оказывает сильное влияние на живые организмы. В первой программе глобального мониторинга (Манн Р., 1973) среди 12 наиболее опасных загрязнителей фигурировало три металла: ртуть, свинец и кадмий. Но уже через несколько лет в докладе исполнительного директора Программы ООН по охране окружающей среды (ЮНЕП) за 1980 г. на втором месте (после проблемы СО2 в связи с глобальными изменениями климата) рассматривалась опасность загрязнения тяжелыми металлами. Среди металлов-загрязнителей помимо трех указанных выше рассматривались семь других: марганец, олово, медь, молибден, хром, никель, кобальт. Это свидетельствует о значительном воздействии импактных техногенных поступлений металлов и близких им элементов на живые организмы и их сообщества.

В пределах техногенных биогеохимических аномалий обычно выделяют две зоны. Первая, непосредственно примыкающая к источнику загрязнения, характеризуется сильным поражением природной экогеосистемы. В этой зоне часто отсутствует растительность, разрушена биокосная система почвы, в значительной мере уничтожены почвенные животные и микроорганизмы. Во второй, более обширной, зоне заметно угнетение, реже — исчезновение отдельных составных частей биоты. На периферии этой зоны природная экогеосистема сохраняется без внешних изменений, но в ее компонентах (почвах, растениях, почвенных животных) отмечено повышенное содержание элементов-загрязнителей, которое, возможно, окажет влияние на последующие поколения.

Вокруг крупного медно-никелевого комбината в Садбери (Канада) зона сильного повреждения имеет радиус 3 — 5 км. Вторая зона распространяется до 20 км В первой зоне биота и почва были практически уничтожены, на поверхность поступало меди и никеля в несколько сотен и даже тысяч раз больше по сравнению с глобальным фоном. Концентрация никеля в почве по направлению от источника убывает очень быстро в степенной зависимости. На территории второй зоны происходит постепенное убывание концентрации по линейной зависимости до уровня местного геохимического фона. В этой зоне имеет место угнетение лишь отдельных видов растений и животных.


Оцените книгу: 1 2 3 4 5