Глава 20. ТЕХНОГЕННАЯ МИГРАЦИЯ (ТЕХНОГЕНЕЗ)

Смотрите также:

История атомов и география - Перельман

Геохимия - химия земли

Геология

Основы геологии

Геолог Ферсман

Гидрогеохимия. Химия воды

Минералогия

Почва и почвообразование

Почвоведение. Типы почв

Химия почвы

Круговорот атомов в природе

Книги Докучаева

Происхождение жизни

Вернадский. Биосфера

Биология

Эволюция биосферы

Геоботаника

 Биографии геологов, почвоведов

Эволюция

Соотношение природных, природно-техногенных и техногенных процессов, миграции, ландшафтов

Геохимия городской среды наряду с природными условиями определяется количеством техногенных расположением, мощностью и качественным составом загрязняющих веществ. Наиболее опасная экологическая ситуация складывается в крупных промышленных центрах, где происходит кумулятивное воздействие на природную среду и человека различных производств, транспорта, муниципальных и других отходов. Главными источниками загрязнения являются неутилизированные промышленные и коммунально-бытовые отходы, содержащие токсичные химические элементы. Особенностью городов является наложение полей загрязнения различных производств и видов хозяйственной деятельности и формирование полиэлементных техногенных геохимических аномалий в воздухе, снежном, почвенном и растительном покровах, поверхностных и грунтовых водах.

Техногенные отходы подразделяются на жидкие и твердые (преднамеренно собираемые и депонируемые), стоки (поступающие в окружающую среду в виде жидких потоков, содержащих твердые взвешенные частицы) и выбросы (рассеяние в атмосфере загрязняющих веществ в твердой, жидкой и газообразной формах). При мониторинге техногенные отходы делятся на организованные — поступающие в окружающую среду через специальные устройства (трубы, факелы, очистные сооружения, шлаконакопители, отвалы), поддающиеся контролю и неорганизованные (утечки и выбросы загрязняющих веществ в системах трубопроводов, канализации, при авариях, перевозке отходов и т.д.), постоянный контроль которых затруднен.

Большие работы по геохимическому анализу источников загрязнения, особенно концентрации в отходах микроэлементов, выполнены Ю.Е. Саетом с сотрудниками.

Промышленные отходы

С выбросами и стоками в крупных промышленных городах поступают ежегодно сотни тысяч и даже миллионы тонн загрязняющих веществ. Особую опасность представляют отходы с высокими концентрациями токсичных химических элементов и их соединений, иногда в сотни и тысячи раз превышающими их средние содержания в биосфере. Автотранспорт и теплоэнергетика по объему поллютантов занимают одно из первых мест и поставляют в атмосферу продукты сгорания угля, нефти, газа и их производных — мазута, бензина и др. Основными поллютантами являются оксиды углерода и азота, сернистый ангидрид, пыль, нефтепродукты, токсичные микроэлементы. У автотранспорта это Pb, Cd, Hg, Zn и др., в теплоэнергетике — В, Be, Мо, As, а также полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) — 3,4 бензпирен, 1,12 бензперилен и др., которые включают канцерогены и мутагены. Техногенные аномалии ПАУ образуются вокруг промышленных предприятий, нефтяных промыслов, угольных шахт, автодорог и т.д. (Т.М. Белякова, Ю.И. Пиковский, Ф.Я. Ровинский, В.Н. Флоровская и др.). С электротехнической промышленностью связано загрязнение среды полихлорированными бифенилами (ПХБ).

Металлургия и металлообработка

Особенно высокие концентрации тяжелых металлов содержатся в выбросах и осадках очистных сооружений гальванических производств, где концентрации Cd, Bi, Sn и Ag в тысячи, a Pb, Cu, Cr, Zn и Ni в сотни раз выше кларков литосферы. Высокими кларками концентрации характеризуются также предприятия по переработке цветных металлов, машиностроительные и металлообрабатывающие заводы, инструментальные цехи, пыли которых отличаются самой широкой ассоциацией загрязнителей (W, Sb, Cd, Hg — тысячи КК; Pb, Bi, Zn, Cu, Ag, Zn и As — сотни и десятки КК). Отдельные производства имеют специфические загрязнители (сварка и выплавка спецсплавов—            Мп; переработка лома цветных металлов — As; металлообработка — V; производство никелевого концентрата — Ni, Cr, Со; алюминия — Al, Be, F, ПАУ и др.). По Ю.Е. Саету, в осадках очистных сооружений гальванических производств большого города содержалось 1,5% Сг, 1,0% Си, 0,9% Zn, 0,6% Sn, 0,3% Ni и т.д. Ежегодно образуется до 1000 т таких осадков.

Нефтеперерабатывающая, химическая промышленность поставляют в окружающую среду главным образом газообразные соединения — оксиды азота, углерода, диоксид серы, углеводороды, сероводород, хлористые и фтористые соединения, фенолы и др., содержания которых иногда в десятки и сотни раз превышают предельно допустимые концентрации (ПДК) в атмосфере. Некоторые химические производства кроме газов поставляют в среду многие микроэлементы: коксохимия — Hg — п. 1000 КК; производство лакокрасочных изделий — Hg, Cd—        п.1000 — п.10000 КК; синтетического каучука — Сг — п.100. С заводами по производству фосфорных удобрений связаны высокие уровни загрязнения Р, редкими землями, Sr, F; азотных удобрений — соединениями N и т.д.

Целлюлозно-бумажные комбинаты

Они требуют много воды, и со стоками поступают сероводород, фенолы и другие органические загрязнители, представляющие серьезную экологическую опасность для водоемов.

Стройиндустрия. В целом она отличается меньшими концентрациями в отходах химических элементов. Среди предприятий значительной техногенной нагрузкой на среду выделяются цементная промышленность, производство огнеупорного кирпича и теплоизоляционных изделий, в пылях которых содержание Sb, Pb, Ag, иногда Hf и Hg достигает сотен КК.

Ядохимикаты. Они широко применяются в сельском хозяйстве, лесной промышленности и других отраслях хозяйства. Некоторые представляют большую опасность, как, например, ныне запрещенный ДДТ, который был обнаружен даже в кишечнике пингвинов Антарктиды. Существенно, что многие насекомые привыкают к ядам, а менее выносливые животные от них гибнут. Чрезвычайно опасен диоксин (полихлорированное полициклическое соединение), широко применявшийся в качестве гербицидов в ряде стран, а также во время войны во Вьетнаме в 1961 — 1972 гг. (диоксин входит в состав печально знаменитого "орандж эйджент").

Коммунально-бытовые отходы (бытовой мусор, канализационные осадки, илы городских очистных сооружений). По степени концентрации и комплексу химических элементов-загрязнителей они не уступают промышленным отходам. Особенно высоки концентрации химических элементов в выбросах мусоросжигательных заводов, являющихся вторичными источниками загрязнения в городах. По Саету и др., концентрация Ag, Pb, Cd, Sn в пыли с электрофильтров одного из таких заводов составляет более 100 КК, Pb, Zn, Sb, Сг — от 100 до 500 КК. Эти и аналогичные образования можно рассматривать в качестве техногенных РУД-

Свалки также являются вторичными источниками загрязнения. На некоторых из них за многие годы накопилось много разнообразных бытовых, а иногда и промышленных отходов. Грунты свалок и высачивающийся из толщи отходов фильтрат обогащены в десятки и сотни раз по сравнению с фоновыми почвами Zn, Си, Sn, Ag, Pb, Сг и другими элементами. Развевание материала свалок и просачивание стоков ведет к загрязнению окружающих почв, поверхностных и подземных вод. Нередко свалки расположены в черте города и создают для него опасность, особенно в результате их спонтанного возгорания.

Осадки сточных вод городской канализации накапливаются на полях аэрации на окраине города и обычно используются как удобрения. Однако обогащенность этих осадков многими токсичными металлами (в среднем Ag — 1000 КК, Cd — 300 КК, Bi, Zn, Си, Сг и др. — десятки КК) требует большой осторожности при их применении в сельском хозяйстве. Осадки сточных вод промышленных городов загрязнены значительно слабее.

В целом по степени аномальности относительно кларков литосферы первое место занимают выбросы предприятий (в пыли особенно сильно концентрируются W, Sb, Pb, Cd, Ni), немного меньше или сопоставима с ними нагрузка от отходов, третье место в ряду аномальности занимают стоки. Но по абсолютной массе твердые отходы опережают выбросы.

Большое число и неравномерность размещения техногенных источников в сочетании с природными условиями создают сложную картину геохимических полей и аномальных зон на территории промышленных городов. Идентификация техногенных источников в крупном городе — более сложная задача по сравнению с отдельно стоящими узкоспециализированными предприятиями в малых городах и поселках. Поэтому инвентаризация техногенных источников — одна из важнейших задач эколого-геохимической оценки городов.

К содержанию книги: А.И. Перельман, Н.С. Касимов - Геохимия ландшафтов