2.6.2. Опасность химического загрязнения

Во многих странах напряженная экологическая обстановка вызвана загрязнением окружающей среды. В 60-е годы Япония получила назва­ние «заповедника экологических бедствий». - вследствие проблем загряз­нения воздуха, водных бассейнов, почв, чрезмерного использования удобрений в сельском хозяйстве, шумовых и вибрационных воздействий, оседания грунта, утилизации отходов. Загрязнение водной среды в Япо­нии привело к заболеваемости "итай-итай" (отравление кадмием), "мина-мата" (отравление ртутью). Сейчас наиболее важной проблемой японских экологов является электромагнитное загрязнение.

Загрязнение химическими веществами неизменно сопровождает на­учно-технический прогресс. Человек использует около 70 тыс. веществ, к которым ежегодно добавляется 500 - 1000 новых наименований. Изуче­ние эффектов воздействия и свойств новых веществ требует времени и больших материальных затрат. Часто это такие вещества, которые не встречаются в природе и почти не поддаются естественному разложению живыми организмами. Их называют ксенобиотиками. К наиболее распро­страненным из них, например, относятся пластмассы. По приблизитель­ным данным, в океане плавает 35 млн. пластиковых бутылок, полиэтиле­новых пакетов, стоят брошенные нейлоновые рыболовные сети. Все это плохо поддается химическому разложению и естественным процессам переработки живыми организмами, в результате процессы самоочищения в природных экосистемах становятся малоэффективными.

На проявление токсических эффектов химических веществ в объектах окружающей среды в отношении биоты влияют многие факторы: температура, концентрация растворенного кислорода, рН, жесткость и щелочность воды, присутствие хелатообразующих агентов, органических веществ.

Можно выделить несколько групп факторов, от которых зависят токсические эффекты загрязняющих веществ:

- химические - свойства веществ, окислительно-восстановительные условия среды;

• физические - освещенность, температуры, турбулентность в водной среде;

• биологические - возраст и стадия развития организма, обеспеченность пищей, степень акклимации к условиям среды, индивидуальные особенности устойчивости к воздействию.

Токсичные вещества часто обладают и канцерогенными свойствами.

Особую опасность представляют пестициды, судьба которых и пове­дение в окружающей среде требуют длительного изучения. Наиболее важной в современных условиях сельскохозяйственного производства является оценка уровня пестицидного загрязнения почв.

Пестициды (от лат. pestis - зараза, cide - убивать) - ядохимикаты, при­меняемые для уничтожения вредных организмов, животных, растений, бактерий и болезнетворных грибов. Выделяют несколько групп пестицидов в зависимости от объекта воздействия: инсектициды (вредные насекомые), фунгициды (болезнетворные грибы), зооциды (позвоночные животные), нематоциды (нематоды), бактерициды (бактерии), гербициды (сорные растения), акарициды (клещи), дефолианты (листья растений).

Пестициды включают обширную группу химических веществ различных классов и химической природы. Ежегодно в мире применяется более 1 млн. т одних только гербицидов, насчитывающих более 900 наименований; почти 90% этих веществ в конечном итоге попадают в почву.

Применение пестицидов, наряду с соответствующим положительным результатом, имеет ряд негативных последствий. Многие пестициды обладают кумулятивным эффектом, т. е. накапливаются в почве и в растениях, в результате чего происходит отравление людей и животных. Полагают, что свои прямые эффекты пестициды проявляют лишь в течение 1 - 2% времени их нахождения в окружающей среде, тогда как 98% времени они вызывают негативные эффекты вследствие загрязнения. Например, ДДТ, который давно был запрещен как экологически опасное вещество, до сих пор обнаруживается не только в почве, но и в составе тканей живых организмов. Причиной этого явления считают стабильность ДДТ (как и других хлорорганических соединений), а также его распространение с воздушными потоками, перелетными птицами.

Проявление токсических эффектов пестицидов в почве и процессы накопления зависят от ряда факторов: объемов и сроков внесения, свойств пестицида, сорбции, механического состава и структуры почвы, наличия органического вещества, рН, влажности и др.

Ассортимент пестицидов огромен, и установление нормативов ПДК для всех их наименований требует больших финансовых затрат и времени. Так, разработка ПДК может быть проведена за период 3-5 лет, а затраты только на оценку токсичности составляют около 350 тыс. долларов.

Приоритетными загрязняющими веществами для различных сред считают тяжелые металлы. Глобальный перенос металлов происходит через атмосферу и большие реки, впадающие в океан. Земля, ложа рек, океаны являются своего рода резервуарами, где скапливаются различные вещества, в том числе токсичные. Высокий уровень загрязнения водной среды металлами регистрируют в основном в прибрежных районах и внутренних морях. Источниками загрязнения являются речные выносы, промышленные и бытовые сточ­ные воды. Металлы в водных экосистемах ассоциируются со взвешенными частицами и оседают на дно моря. В донных отложениях ртуть, в частности, под воздействием микроорганизмов переходит в метилированные формы (моно- и диметилртуть), которые высокотоксичны. Монометилртуть аккумулируется в рыбах и бентосных животных; употребление в пищу таких морепродуктов вызывает заболевания людей.

Все чаще появляются сообщения о загрязнении ртутью донных отложений и придонных слоев воды в российских водоемах и водотоках. Так, в частности, обнаружен высокий уровень концентраций ртути в Братском водохранилище - в два раза выше фонового.

Канцерогенные соединения металлов делят на три группы в зависимо­сти от их природы:

• металлосодержащие частицы;

• водорастворимые соединения металлов;

• жирорастворимые соединения.

Наиболее опасны водорастворимые соединения, так как они обладают наибольшей проникающей способностью.

К канцерогенным веществам относятся соединения никеля, кобальта, хрома, мышьяка, бериллия, кадмия. Их эффекты зависят прежде всего от их биодоступности. Так, например, соли шестивалентного хрома (CrO₄^2-) потенциально более канцерогенны, чем соли трехвалентного хрома (СгСl₃), так как первые легче проникают в клетки (с использованием" 80₄-транспортной системы), реагируют с молекулой ДНК. Легко прони­кают в клетку жирорастворимые соединения, поэтому они очень опасны (канцерогенны и токсичны). Никель и хром образуют стабильные комплексы, состоящие из ДНК, металла и белка.

Внимание специалистов и экологов сейчас приковано к группе химических веществ, представляющих серьезную опасность вследствие их высокой стабильности в окружающей среде. В декабре 2000 года принята Стокгольмская конвенция о стойких органических загрязняющих веществах (СОЗВ) (под патронажем ЮНЕП-ООН). Договор ограничивает использование двенадцати наиболее опасных, получивших название "грязной дюжины" веществ (ПХБ, ДДТ и др.). Они вызывают тяжелейшие последствия у людей и животных: рак, нарушения в иммунной, нервной, репродуктивной системах и т. д. В результате сложных процессов эти вещества циркулируют в атмосфере и Мировом океане, достигая регионов, удаленных от источника загрязнения.

Конвенция вводит контроль утилизации отходов, содержащих СОЗВ, и торговли ими и требует от правительств ликвидировать наиболее токсичные вещества. Будут разработаны и приняты научные планы ограничения выбросов вредных побочных продуктов сгорания (прежде всего диоксинов). Большинство из двенадцати СОЗВ подлежат немедленному запрещению и уничтожению. Полный запрет наложен на производство и применение почти всех ПХБ. Для ДДТ будет сделано исключение как средства, по-прежнему необходимого для борьбы с переносчиками инфекционных заболеваний, таких как клещевой энцефалит и малярия (в запрете учитывается отсутствие альтернатив, например, в борьбе с малярией в Африке). Исключения были сделаны для ПХБ. применяющихся в качестве диэлектрика в трансформаторах; страны смогут использовать оборудование с содержанием ПХБ до 2025 года, что даст возможность заменить ПХБ на безопасные вещества, уничтожить существенные объемы ПХБ и загрязненное ими оборудование. Это особенно важно для РФ, где в электротехническом оборудовании находится около 35000 т ПХБ.

Предусмотрен механизм помощи развивающимся странам. В 2001 году договор подписали почти 90 стран. Однако, по мнению большинства из них, полностью ликвидировать источники выбросов ряда СОЗВ, в частности, диоксинов, нереально. К таким источникам относятся мусоросжигательные заводы, лесные пожары, горящие свалки мусора и даже домашние печи и камины. Россия пока не готова к участию в Конвенции.