Основи екології

Рис. 7.2. Схема прояснювального горизонтального фільтра ФОГ 3.0-6-55:

/ -- підведення забрудненої води; 2 -- виведення відфільтрованої води;

3 -- підведення промивної води; 4 -- спуск промивної води; 5 -- підведення стислого повітря; 6 -- спуск першого фільтрату; 7 -- розвантаження фільтрувального матеріалу шару піску 1--2 мм). Фільтри, завантажені однорідним шаром фільтрувального матеріалу, називають одношаровими. Фільтри, завантажені неоднорідним за щільністю й розміром зерен фільтрувальним матеріалом, називають багатошаровими.

Флотація ґрунтується на різній змочуваності мінералів (домішок) водою. Суть процесу полягає в специфічній взаємодії завислих речовин з бульбашками тонкодиспергованого у воді повітря з наступним утворенням на поверхні води шару піни з вилученими домішками. Оптимальні розміри домішок становлять 10~5--10~3 м. Тонкодисперсні часточки розміром менш як 5--10 мкм флотуються дуже важко, тому їх необхідно попередньо укрупняти, наприклад, за допомогою коагуляції або флокуляції. Флотаційне очищення стічних вод здійснюють в апаратах двох типів, які відрізняються способом диспергування повітря: турбіною насосного типу (рис. 7.3) і напірною флотацією з добавлянням коагулянту. В установках першого типу повітря розпилюється біля дна. Бульбашки спливають і виносять із собою домішки забруднень. Піну із забрудненнями знімають з поверхні. В установках напірного

Рис. 7.3. Схема механічної флотаційної машини з відцентровим імпелером:

1 -- імпелер; 2 -- вал; 3 -- обсадна труба типу аерація води здійснюється під тиском. Флотацією очищають стічні води від твердих завислих речовин, нафтопродуктів, масел та інших емульгованих речовин, а також від окремих іонів розчинених речовин.

Адгезію на високодисперсних і зернистих матеріалах, а також на гідроксидах алюмінію й феруму застосовують під час фільтрування крізь намивний шар допоміжної речовини для видалення зі стічних вод тонко-дисперсних завислих сполук феруму й мангану (за потреби глибокого їх видалення). Для цього використовують діатомітові та інші намивні фільтри. Завислі речовини з вмістом до 150 мг/л і кольоровістю до 150 град видаляють фільтруванням з використанням явища контактної коагуляції та застосуванням установок для приготування й дозування розчинів реагентів, контактних прояснювачів або контактних фільтрів.

Патогенні бактерії та спори видаляють обробкою високодисперсними глинистими мінералами з наступним відстоюванням та фільтруванням. Для здійснення цих процесів застосовують установки для приготування і дозування суспензії глинистих мінералів, змішувачі, відстійники та фільтри. Під час обробки води коагулянтами з наступним видаленням зависей відстоюванням і фільтруванням очищають стічні води з необмеженою кількістю й кольоровістю завислих речовин, а також від патогенних бактерій і спор. Для цього використовують установки для приготування й дозування розчинів реагентів, змішувачі, камери утворення пластівців, прояснювачі або відстійники та фільтри.

Агрегацію за допомогою флокулянтів використовують для обробки води коагулянтами із застосуванням флокулянтів з подальшим відстоюванням та фільтруванням. При цьому очищають води з необмеженим вмістом завислих речовин і кольоровістю в обладнанні, описаному раніше.

Видалення домішок другої групи (колоїдно-розчинні, високомолекулярні речовини тощо) здійснюють із застосуванням діалізу, ультрафільтрації, окиснення хлором і озоном, коагуляції колоїдних домішок, адсорбції на гідроксидах алюмінію або феруму, на високодисперсних глинистих матеріалах, а також електрофорезу та електродіалізу. Для видалення завислих колоїднодисперсних речовин застосовують ультрафільтрацію крізь великопористі мембрани. При видаленні колоїдних і високомолекулярних сполук, що зумовлюють окиснюваність і кольоровість води (35-- 200 град), а також забруднення її вірусами, здійснюють окиснення хлором, озоном та іншими сполуками із застосуванням хлораторних і озонаторних установок.

Коагуляцію застосовують для видалення зі стічних вод найдрібніших колоїднодисперсних глинистих часточок, білкових речовин та інших високомолекулярних сполук. Коагуляцію здійснюють шляхом введення в очищувану воду незначної кількості електролітів -- А12(8О4)з, Ре8О4 та деяких інших сполук, які називають коагулянтами. Фізико-хімічна суть цього процесу в спрощеному вигляді полягає в тому, що коагулянт, гідролізуючись, утворює позитивно заряджені аквагідроксокомплекси алюмінію і феруму, які адсорбуються на поверхні від'ємно заряджених колоїд

Рис. 7.4. Схема адсорбера із завислим (киплячим) шаром активованого вугілля

1 -- виносний вуглеущільнювач; 2 -- центральна труба для по
давання води на очищення; 3 -- кільцева труба для виведен- Очишена ггггггі
ня забруднень; 4 -- розподільні ґратки; 5 -- дифузорних домішок і нейтралізують їхній заряд. Чим більший заряд аквакомплексів, утворених під час гідролізу коагулянтів, тим менші їх витрати на коагуляцію. В результаті збільшення розмірів часточок під час адсорбції вони осідають у відстійниках під дією сили гравітації. Одночасно йде процес адсорбції на поверхні осаду домішок органічних забарвлених речовин, внаслідок чого вода знебарвлюється.

Адсорбцію застосовують переважно для видалення з води органічних сполук. Цей метод, як правило, використовують у комбінації з іншими, зокрема для початкового виділення грубодисперсних домішок механічними методами і коагуляцією. Потім молекулярно-розчинені домішки органічних речовин видаляють шляхом адсорбції на активованому вугіллі, яке крім речовин, що погіршують смак і запах води, сорбує також гербіциди, інсектициди, віруси тощо. Відпрацьоване активоване вугілля регенерують відгонкою адсорбованих домішок парою, якщо вони використовуються, або деструктивною регенерацією, якщо адсорбовані домішки знешкоджуються.

Застосування принципу завислого (киплячого) шару адсорбенту для сорбції забруднювальних органічних речовин дає змогу вирішити завдання безперервної заміни адсорбенту в установці (рис. 7.4), спрощує регенерацію відпрацьованого вугілля. Крім того, при цьому можна запобігти замулюванню шару адсорбенту і застосовувати дрібні фракції активу

Рис. 7.5. Схема багатокамерного електродіалізатора

В -- камери для води; Р -- камери для розсолу; 1 -- анод; 2 -- катод; 3 -- аніоноактивна мембрана; 4 -- катіоноактивна мембрана

0,5--1,5 мм. Крізь йонообмінні мембрани мігрують аніони, крізь катіонообмінні -- катіони. Останні переміщуються в напрямі електричного струму, тоді як аніони -- в протилежному напрямі, тобто катіони рухаються до катода, а аніони -- до анода. В одній камері здійснюється знесолювання розчину, в іншій -- його концентрування. В промислових апаратах між електродами вміщують 250--500 комірок, які складаються з розсольних і дилюатних камер. На кінцях апарата розміщені електроди, на які подають постійний електричний струм.

Виділення з води молекулярно-розчинних домішок і газів, що належать за фазово-дисперсним станом до третьої групи, здійснюють десорбцією газів і відгонкою летких органічних сполук (феноли та ін.) у процесі аерації з використанням розбризкувальних басейнів, аераторів і дегазаторів різних типів. Для цього використовують також евапорацію пароциркуляційним методом або азеотропну відгонку. Доочищення від гідрогенсульфіду (0,3--0,5 мг/л) після аерації, а також від летких органічних сполук у разі низької ефективності хлорування та вуглецювання здійснюють окисненням із застосуванням хлору, озону, перманганату калію та інших окисників. За допомогою окиснення озоном можна очистити стічну воду від тетраетилсвинцю за наявності каталізатора -- силікагелю.

Видалення фенолів та інших органічних сполук зі стічних вод здійснюють за допомогою екстракції. Екстракція ґрунтується на неоднаковому розподілі компонентів розчину між двома фазами, які утворюються при застосуванні органічної речовини -- екстрагента (триетиламін, діетилметиламін, дипропіламін та ін.). Схему очищення води амінами наведено на рис. 7.6. Процес відбувається в протитечійному екстракційному апараті 7, де солона вода контактує з розчинником, який переміщується згори вниз. Екстракт, що містить прісну воду, спрямовується через систему теплообмінників 2 і нагрівник 3 у сепаратор гравітаційного типу 4, де в результаті підвищення температури і зміни розчинності відбувається розділення фаз. Відокремлений розчинник через теплообмінник 2 і холодильник 7 повертається в цикл, а опріснена вода і рафінад із залишками амінів прямують на вилучення розчинника в десорбційні апарати 5 і 6.

Ефективним методом видалення органічних домішок з води є біохімічний. Методи біологічного очищення ґрунтуються на застосуванні різних мікроорганізмів. Розрізняють аеробний процес, який здійснюється за наявності кисню, і анаеробний -- без доступу кисню. Анаеробне очищення застосовують як перший ступінь для підготовки до наступного аеробного очищення стічних вод з високою концентрацією органічних забруднень.

Біологічне аеробне очищення здійснюють у біофільтрах, аеротенках, на зрошувальних полях та в біологічних ставках. Біофільтри будують у вигляді залізобетонних резервуарів діаметром до ЗО м і заввишки: низькі -- 1,5...2 м, високі -- 2...4 м і баштові -- 10...20 м. На дірчасте днище резервуара накладають щебінь, гальку, керамзит або ґратчасті блоки з пластмаси. На поверхні укладених матеріалів поселяють мікроорганізми, які живляться органічними домішками стічних вод. Мікроорганізми перетворюють органічні речовини на неорганічні (переважно на вуглекислий газ і воду або метан, аміак та ін.). Біофільтри доцільно застосовувати в районах з теплим кліматам для стічних вод з БСК не більш як 400--500 мг О2/л.

Аеротенки -- резервуари завдовжки до 100 м і більше, завширшки до 10 м і завглибшки до 5 м. В аеротенки постійно нагнітають повітря. Стічні води очищають методом «чистих культур» або за допомогою активного мулу. «Чиста культура» -- це вирощені популяції мікроорганізмів, які живляться певними речовинами (наприклад, фенолом, роданідами і ціанідами з концентрацією до 100 мг/л і більше). Активний мул -- це співтовариство різноманітних бактерій, які живляться органічними домішками стічних вод. У мулі залежно від виду виробництва розвиваються певні групи мікроорганізмів. Проте певна частина їх є спільною для всіх видів мулу: завжди присутні неспороносні бактерії роду псевдомонас, сардини, а також інші бактерії й мікрококи. Для очищення стічних вод харчових виробництв використовують також різні водорості, нафтохімічної промисловості -- мікроорганізми з роду нокардія і культури дріжджів. Приріст активного мулу періодично виводять з апарата і після знезаражувальної обробки його можна використовувати як добриво.

Поля зрошення, поля фільтрації та біологічні ставки належать до ґрунтових методів біологічного очищення. На полях зрошення одночасно з очищенням стічних вод вирощують різні культури рослин. Якщо на ділянках не вирощують рослини, а тільки очищають стічні води, їх називають полями фільтрації. Цей спосіб застосовується обмежено, оскільки потребує рівні ділянки ґрунтів з доброю фільтрувальною здатністю.

Біологічні ставки облаштовують каскадом по 3--5 водойм завглибшки 1--1,5 м. Оскільки процеси біологічного очищення відбуваються повільно, вода в ставках має перебувати не менш як 20 діб. Біологічні ставки переважно використовують після попереднього очищення іншими методами, як буфер перед водоймою, в яку скидають очищену воду.

До четвертої групи забруднювальних домішок належать електроліти, що становлять гомогенні системи. Для їх видалення з води застосовують гіперфільтрацію (зворотний осмос), трансформацію іонів у малорозчинні та малодисоційовані сполуки, сепарацію іонів при різних фазових станах води, фіксацію іонів на твердій фазі іонітів (йонний обмін), електродіаліз та вилучення йонів металів мікробами.

Процес розділення розчинів, що полягає у фільтруванні рідини крізь напівпроникні мембрани, які пропускають розчинник (воду) і затримують розчинені речовини (гідратовані йони та молекули органічних сполук),

називають зворотним осмосом. Фільтрування води під тиском, вищим за осмотичний, крізь непроникні для йонів мембрани застосовують для стічних вод із вмістом солей 20--35 г/л. Схема утворення зворотного осмосу зображена на рис. 7.7. Осмотичний тиск розчинів навіть у разі невисокої мінералізації досить значний. Так, для морської води з вмістом солі 3,5 % він становить 2,5 МПа. Робочий тиск в установках для опріснення визначається вмістом солей у розчинах і для морської води його підтримують у межах 4--5 МПа.

Трансформацію йонів на малорозчинні сполуки після утворення гідроксидів, карбонатів або летких сполук використовують у хімічних методах очищення. За допомогою хімічних методів здійснюють зм'якшення води з видаленням солей твердості содово-вапняковим та фосфатним методами, видалення кольорових і важких металів, силіцію, заліза, мангану та ін.

За допомогою електролізу із стічних вод вилучають кольорові, благородні та інші метали (мідь, цинк, нікель, хром, золото, срібло тощо). Електролітичний метод очищення застосовують також для видалення ціанистих і хромовмісних сполук. Ціанисті сполуки окиснюються на аноді, а потім гідролізуються до карбонатів і амонію. Хромовмісні сполуки відновлюються до хромітів з утворенням нерозчинного осаду хроміту феруму або до хрому (III), який осаджують лугом у вигляді гідроксиду хрому (III).

Йонообмінний метод полягає у видаленні зі стічних вод йонів розчинених солей за допомогою йонітів, здатних обмінювати свої йони на йони, що містяться у воді. Розрізняють процеси катіонного і аніонного обміну. Відповідно йоніти називають катіонітами та аніонітами. Як катіоніти застосовують сульфовугілля або високомолекулярні смоли, що містять активні групи з йонами Н+ чи ІЧН4+, Ка+. Схему Ка-катіонітового фільтра зображено на рис. 7.8. Катіонітові фільтри випускають різних діаметрів та з різною висотою завантаження катіонітів, які розраховані на робочий тиск 0,6 МПа і робочу температуру до 60 °С.



Рис. 7.8. Схема На-катіонітового фільтра:

1 -- корпус; 2 -- збірна лійка; 3 -- шар катіоніту; 4 -- колектор і дренажні труби

В основі катіонного процесу зм'якшення води лежать реакції обміну йонів натрію і водню -- катіонів на йони Са2+ і М§2+ -- солей твердості, розчинених у воді. Обмін йонів натрію називають Ка-катіонуванням, а йонів гідрогену -- Н-катіонуванням:

Ка2[Кат] + Са(НСО3)2 На2[Кат] + Н2[Кат]

Са[Кат] + 2NаНСОз;

М§[Кат] + 2НС1; Н2[Кат] + Ка2ЗО4 ^ Ка2[Кат] + Н2ЗО4.

Так само видаляють з води йони інших металів.

Аніоніти -- високомолекулярні речовини, що містять активні групи з аніонами ОН~, НСОз або СО3 . Пропускаючи крізь шар аніоніту воду, заздалегідь звільнену від катіонів, видаляють з неї аніони:

[Ан]ОН + НС1 Ј: [Ан]С1 + Н2О; 2[Ан]ОН + Н28О4 ^ [Ан]25О4 + 2Н2О.

З наведених реакцій випливає, що іонообмінний спосіб може забезпечити зм'якшення і знесолювання води, тобто повне видалення з води солей. Реакції іонообміну обернені і для відновлення обмінної здатності йонітів здійснюють процес їх регенерації. Регенерацію №-катіонітів проводять за допомогою розчинів мінеральних кислот. Аніоніти регенерують розчинами лугів, гідрогенкарбонату або карбонату натрію.

Опрацювавши цей роздщ ви повинні вміти:

- схарактеризувати споживачів води;

- назвати джерела забруднення вод Світового океану;

- схарактеризувати екологічний стан водойм України;

- пояснити процеси самоочищення та евтрофікації водойм, поведінку окремих забруднень у водоймі;

- схарактеризувати вплив забруднень на життєдіяльність організмів і здоров'я людини;

- класифікувати забруднення природних та стічних вод;

- дати визначення ГДН, ГДК забруднення, ГДС та сформулювати нормативні вимоги до якості води;

- назвати умови скидання стічних вод у водойми;

- зробити розрахунок концентрації шкідливої речовини в місці водокористування;

- 10) дати характеристику різних методів очищення стічних вод.

Запитання і завдання для самостійної роботи

Назвіть основних споживачів води і дайте коротку їх характеристику.

Дайте визначення водоємності виробництва, питомого водоспоживання та якості води. Наведіть приклади.

Назвіть основні джерела забруднення вод Світового океану.

Що називають стічними водами? Які види забруднень ви знаєте?

Схарактеризуйте екологічний стан Дніпра, Чорного і Азовського морів, малих річок України.

Поясніть суть процесу самоочищення водойм.

Що таке евтрофікація водойм? Поясніть фізико-хімічну суть цього процесу.

Як впливають забруднення водойм на життєдіяльність організмів і здоров'я людей?

У чому полягає суть класифікації забруднень, запропонованої Л. А. Кульським?

Що таке гранично допустиме навантаження на водойму? Як його визначають?

Що таке забрудненість водного об'єкта і що є критерієм забрудненості?

Які характерні вимоги до якості води господарсько-питного та рибогосподарського призначення? Поясніть на певних значеннях ГДК.

Які лімітуючи показники закладають у нормативи ГДК?

Що таке гранично допустиме скидання шкідливих речовин і як його визначають?

Які вимоги висувають у разі скидання у водойму кількох шкідливих речовин з однаковим показником шкідливості?

Що таке ХСК і БСК? Дайте визначення і поясніть на прикладі.

Які умови скидання стічних вод у водойми? Які специфічні вимоги повинні беззаперечно виконувати підприємства при скиданні стічних воду водойми?

На підприємстві працюють три виробництва, на яких щодоби утворюються стічні води в кількості відповідно 200, 400 і 600 м3 із вмістом завислих речовин відповідно ЗО, 15 і 5 мг/л. Визначте середню концентрацію завислих речовин і умови скидання стічних вод підприємства в річку.

На двох підприємствах, які працюють поряд, утворюються стічні води. На одному підприємстві є два види стічних вод: перша -- 500 м3/добу з вмістом 500 мг/л алюмінату натрію і друга -- 400 м3/добу з вмістом 350 мг/л сульфатної кислоти. На другому підприємстві також утворюється два види стоків: перший -- 300 м3/добу з вмістом зависей 10 мг/л і другий -- 250 м3/добу з вмістом зависей 1,5 мг/л. Визначте, чи можна скидати стічні води в річку, у водах якої міститься 5 г/м3 завислих речовин, 50 мг/л сульфатів, 0,05 мг/л алюмінію. Ріка має стік () = 2 м3/с.

У річку з витратою <2 = 15 м3/с скидають стічні води з витратою ^ - - 0,3 м3/с. Ділянка водойми, в яку скидають стічні води, належить до категорії культурно-побутового призначення. Концентрація завислих речовин у річці до скидання стоків становить 5 г/м3. Вміст завислих речовин у стічних водах до очищення становить 200 мг/л. Коефіцієнт змішування стоків з водою ріки дорівнює 0,8. Чи можна скидати в річку неочищену воду?

У річку з витратою <2 = 16 м3/с скидають стічні води з витратою ^ - 0,25 м3/с. Ділянка водойми, в яку скидають стічні води, належить до категорії господарсько-питного призначення. Концентрація сульфатів у річці до скидання стоків становить 200 мг/л. Вміст сульфатів у стічних водах до очищення становить 700 мг/л. Коефіцієнт змішування стоків з водою річки дорівнює 0,8. Чи можна скидати в річку неочищену воду?

Запропонуйте схему очищення стічних вод, що утворюються в кількості 5 м3/добу і містять 800 мг/л завислих глинистих речовин та 1 5 г/л Н2804.

Запропонуйте схему очищення стічних вод, що утворюються в кількості 20 м3/добу і містять 400 мг/л завислих глинистих речовин і 2 г/л НаА1(304)2- 12Н20.

Запропонуйте схему очищення стічних вод, що утворюються в кількості 40 м3/добу і містять 5 г/л №А1О2.

Запропонуйте схему очищення стічних вод, які отримують на двох виробництвах: на першому -- стічні води в кількості 5 м3/добу з вмістом З г/л Ка3РО4 і 1,5 г/л Н3РО4; на другому -- стічні води в кількості 1,5 м3/добу з вмістом 200 мг/л А13+, 800 мг/л 8О42~ та 10 мг/л завислих речовин.

Запропонуйте схему очищення стічних вод, що містять 5 г/л 2 г/л завислих речовин, а їх кількість становить 25 м3/добу.

Розділ 8. Тема 8. Екологічна безпека літосфери

8.1 ЗАБРУДНЕННЯ ЛІТОСФЕРИ

До складу літосфери входить суходіл, який займає 29,2 % (148 млн км2) поверхні Землі і включає ґрунти різної категорії та корисні копалини на поверхні й у надрах. Близько 10 % суші займають льодовики (Антарктида, Гренландія та ін.). Сільськогосподарськими угіддями зайнято 33,1 % поверхні Землі, 30,1 -- лісами і 36,8 % площі припадає на гори, тундру, болота, пустелі, промислові об'єкти та населені пункти. Загальна площа орних земель становить близько 1,5 млрд. га (приблизно 11 % площі суші). Нині на кожного мешканця планети припадає близько 0,4 га орної землі. Оскільки чисельність населення Землі постійно збільшується, то ця кількість невпинно зменшується.

Ґрунти перерозподіляють значну кількість атмосферної вологи і таким чином регулюють водний баланс суші. Вони є біологічним фільтром і нейтралізатором багатьох антропогенних забруднень і здатні до самоочищення. Самоочищення рослин від токсикантів здійснюється як за рахунок їх транспірації з поверхні листя й стебел, так і завдяки щорічному листопаду, що може сприяти вторинному забрудненню ґрунту в місцях накопичення листя наприкінці періоду вегетації. Встановлено, що перед осіннім листопадом у листі міститься до 10 г сірки на І.кг сухої маси. Редуценти, переробляючи змертвіле листя, здатні утворювати сірку та її сполуки, що можуть мігрувати за допомогою ґрунтових вод, і газуватий галогенсульфід, який може знову повертатися в атмосферу.

Забруднення літосфери відбувається як природним шляхом, так і в результаті антропогенної діяльності. Під впливом природних процесів, які відбуваються в Космосі та земній корі і супроводжуються стихійними лихами (падіння метеоритів, землетруси, буревії, повені та ін.), руйнуються природні ландшафти, господарські будівлі, знищуються сільськогосподарські угіддя тощо. В результаті у величезній кількості гинуть представники флори й фауни, руйнуються господарські об'єкти, що призводить до значних матеріальних втрат. Відходи, що утворюються внаслідок антропогенної діяльності, умовно поділяють на три категорії: промислові, сільськогосподарські й побутові. Основна маса промислових відходів утворюється на підприємствах таких галузей: гірничої й гірничо-хімічної (відвали порід, шлаки, «хвости» після збагачення та ін.); чорної металургії (шлаки, шлами, колошниковий пил та ін.); металообробної (стружка, браковані вироби, ливарні відходи та ін.); лісової й деревообробної промисловості (лісозаготівельні відходи, відходи лісопилення та переробки деревини); енергетичного комплексу (шлаки, попіл, ядерні відходи та ін.); хімічної та суміжних галузей (фосфогіпс, галіт, цементний пил, пластмаса та ін.); харчової (шерсть, кістки та ін.), легкої й текстильної промисловості.

Останнім часом високими темпами зростає чисельність населення Землі, що призводить і до зростання споживання енергетичних та інших матеріальних природних ресурсів. Швидкість вилучення деяких з них істотно перевищує швидкість їх продукування, а екстенсивний спосіб їх освоєння, що триває, породжує величезні обсяги відходів, які надходять у навколишнє середовище.

Особливо вражають обсяги видобутку мінеральних ресурсів. Наприкінці 80-х років з надр планети видобувалося понад 8 * 10І0т сировини. В усьому світі внаслідок гірничодобувних і земляних робіт на поверхню Землі щороку виноситься близько 5 км3 породи. Це приблизно втричі менше від того, що виносять в океан усі ріки нашої планети. За останні 500 років з надр вилучено близько 50 млрд. т вуглецю, 2 млрд т заліза та багато інших мінеральних ресурсів. Нині на кожного жителя Землі припадає 20 т видобутої за рік сировини. При цьому використовується лише 2--6 % видобутого, а решта надходить у відвали, захаращуючи землі, які могли б бути використані в сільськогосподарському виробництві.

Так, щорічний об'єм відходів гірничих підприємств країн СНД становить близько 2,5 млрд м3. Під час видобутку кам'яного вугілля утворюється значна кількість велетенських териконів, у яких накопичено понад З млрд м3 пустої породи.

Значні обсяги відходів утворюються в результаті промислової діяльності -- виробництва кислот, мінеральних добрив, пігментів, металів тощо. На кожну тонну калійних добрив утворюється 3--4 т галітових відходів, у яких переважно міститься хлорид натрію. У місцях видобутку калійних руд їх накопичилося близько 250 млн т. Великотоннажним відходом виробництва фосфорних добрив є фосфогіпс. На кожну тонну виробленої екстракційної фосфатної кислоти утворюється 4,3--5,6 т фосфогіпсу. У виробництві титанового пігменту на кожну тонну вироблюваного продукту утворюється понад 12т сульфатних відходів у вигляді твердого сульфату феруму та відпрацьованих розчинів сульфатної кислоти. Під час збагачення мідних руд у відходи відправляють флотаційний сірчаний колчедан. Його використовують для виробництва сульфатної кислоти. Прожарювання сірчацрго колчедану пов'язане з утворенням відходів колчеданного недогарку в кількості 0,75 т на 1 т піриту. Щороку його накопи чується до 5 млн т. Колчеданні недогарки використовують не повністю, хоча вони містять до 55 % оксиду феруму, а також кольорові та дорогоцінні метали і за вмістом заліза наближаються до якісних руд. На заводах чорної металургії країн СНД щороку утворюється близько 70 млн т шлаків. Приблизно стільки само шлаків і попелу утворюється на електростанціях. Для розміщення цієї маси відходів щороку виділяють 2000 га орних земель.

Значна кількість твердих відходів утворюється в нафтопереробному виробництві, коксохімії, органічному та нафтохімічному синтезах, у виробництві гумотехнічних виробів, пластмас та інших полімерних матеріалів. У нафтопереробній і нафтохімічній промисловості як відходи утворюються кислі гудрони -- смолоподібні маси, що містять сульфатну кислоту, воду та різні органічні речовини в кількості від 10 до 93 %. Щороку в країнах СНД їх утворюється понад 300 тис. т, а переробляється не більш як 28 %.

На нафтопереробних заводах утворюються нафтові шлами (близько 0,007 т на 1 т перероблюваної нафти). Нині таких відходів у країнах СНД накопичилося понад 4 млн т. У цих шламах міститься 10--56 % нафтопродуктів, ЗО--85 % води та 1,3--46 % твердих домішок.

Найбільшими відходами виробництва гумотехнічних виробів є невулканізовані та вулканізовані й гумотканинні матеріали, які утворюються десятками тисяч тонн. До цієї категорії відходів належать також спрацьовані покришки, конвеєрні стрічки та взуття.

Виробництво пластмасової продукції супроводжується утворенням твердих технологічних відходів та відходів споживання. Особливо загрозливими для навколишнього природного середовища є відходи споживання пластмас, кількість яких щороку невпинно зростає. Так, за деякими даними, в 1976 р. у колишньому СРСР було вироблено 3 млн т полімерних виробів, більша частина яких потрапила до відходів. У 1980 р. в Англії до відходів потрапило близько 1,35 млн т пластмас, у США -- близько 2,5 млн т. Пластмаси характеризуються значною стійкістю в природних умовах, що призводить до істотного забруднення довкілля.

На металургійних заводах країн СНД щороку утворюється понад 70 млн т металургійних шлаків і близько 20 млн т шламів із вмістом заліза до 50 %. Загалом на металургійних виробництвах на 1 т сталі утворюється 0,4 т відходів. У кольоровій металургії кількість відходів шлаків на 1 т металу становить 10--200 т. У відвалах шлаків країн СНД знаходиться понад 27 млн т заліза, 335 тис. т міді й 2 млн т цинку. Шламові відвали свинцевих заводів містять понад 3 млн т заліза, понад 900 тис. т цинку, 150 тис. т свинцю і 70 тис. т міді. Вміст окремих компонентів у відвальних шлаках вищий, ніж у видобуваних рудах, тому такі шлаки доцільно переробляти.

У промислових твердих і рідких відходах трапляються різні токсичні речовини, що несприятливо впливають на здоров'я людей та розвиток рослин і тварин. Так, у відходах металургійної промисловості наявні солі та оксиди феруму, кольорових і важких металів. Відходами машинобудування є металобрухт, вагранкові шлаки, травильні розчини та гальванічні стоки, в яких містяться ціаніди, хром, нікель, залізо, мідь, цинк, арсен,

берилій тощо. У виробництві пластмас і синтетичного волокна утворюються відходи бензолу, фенолу, метанолу, скипидару, кубові залишки відходи целюлозно-паперової промисловості.

Спалювання кам'яного вугілля в теплоенергетиці пов'язане з утворенням значної кількості шлаків, попелу та сажі. На теплових електростанціях у країнах СНД щороку утворюється близько 70 млн т відходів, які частково переробляють на будівельні матеріали. Відвали потужної електростанції займають 400--800 га родючих земель. У значних кількостях викидаються в атмосферне повітря оксиди сульфуру, нітрогену та радіонукліди, які врешті з атмосферними опадами потрапляють у ґрунти.

Відпрацьовані гази двигунів внутрішнього згоряння містять значну кількість оксидів карбону, нітрогену, а також свинець та вуглеводні, які осідають на поверхні ґрунту. Вони потрапляють у рослини, далі через ланцюги живлення -- в організми тварин і людини, викликаючи небажані наслідки. Радіоактивні речовини потрапляють у ґрунти під час видалення рідких і твердих відходів з промислових агрегатів, а також з опадами після ядерних вибухів та аварій на атомних електростанціях.

Підприємства гірничодобувної промисловості щороку утворюють 1 млн т відходів, 14 металургійних заводів накопичують 20 млн т шлаків, а обсяг відходів вугільної промисловості перевищив 20 млрд т. У деяких промислових регіонах, особливо Донецько-Придніпровському, майже вичерпані всі можливості розміщення відходів. Тут утворюється близько половини всіх промислових відходів України.

Значними забрудниками літосфери є житлово-комунальне господарство та військово-промисловий комплекс. Житлово-комунальне господарство здійснює інтенсивне будівництво житла, доріг та інших господарських об'єктів, що пов'язано з відчуженням родючих земель та утворенням величезної кількості будівельного сміття. Середовище забруднюють побутове сміття, харчові відходи, фекалії, непридатні предмети домашнього вжитку тощо.

Кількість побутових відходів невпинно зростає. На кожного міського мешканця щороку утворюється 250--700 кг відходів. За оцінками спеціалістів, у містах світу щороку утворюється 400--500 млн т побутових відходів. До складу побутових відходів входить 40 % паперу й картону, 25 -- харчових відходів, 8 -- металу, по 5 % -- скла, шкіри, пластмас та гуми. На частку всіх інших відходів припадає 12 %. Тільки в США щороку викидається понад ЗО млрд консервних бляшанок, 60 млрд різних металевих місткостей.

Характерною ознакою розвинених країн є значні обсяги споживання природних ресурсів та утворення величезної кількості відходів. Наприклад, у США споживається на душу населення у 200 разів більше енергії, ніж у 120 економічно слаборозвинених. Ця країна виробляє 25 % сміття на планеті і використовує значно більше кисню, ніж його утворюється на її території.

Обсяг сміття в Україні становить щороку приблизно 40 млн м3, яке захоронюють на 656 міських звалищах площею 2650 га та спалюють на 4 заводах. На початок XXI ст. прогнозується накопичення сміття, що дорівнює 1,5--1,9 м3 на душу населення за рік.

Значний обсяг забруднень потрапляє в ґрунти та водойми з тваринницьких ферм. В районах свино- і птахоферм природне середовище забруднюється продуктами розкладання й гниття екскрементів (до 2,5 тис. м3/добу), шкідливими газами (аміак, гідрогенсульфід) та органічними кислотами. Проблему ефективної утилізації гною та стічних вод таких комплексів поки що не вирішено.

Внаслідок концентрації великої кількості тварин, незадовільного догляду й умов їх утримання, відсутності кваліфікованих лікарів і ліків часто відбувається масова загибель тварин. Виникають проблеми їх захоронення, які пов'язані з поширенням токсичних і небезпечних забруднень, виникненням епідемій. До тяжких наслідків призводять техногенні аварії, особливо ті, що пов'язані з виробництвом або транспортуванням токсичних хімічних речовин. Високі концентрації забруднювальних речовин, що потрапляють у довкілля, можуть спричинювати загибель усього живого в місці аварії.

Небезпечним є зменшення площі родючих ґрунтів. Ґрунти, що створювалися природою протягом тисячоліть, у результаті нераціональної господарської діяльності людей виснажуються загрозливими темпами. Внаслідок розорювання, меліорації та широкомасштабного застосування в сільському господарстві хімічних препаратів (гербіцидів, інсектицидів тощо) ґрунти деградують та перенасичуються шкідливими речовинами -- фосфором, азотом, фтором, стронцієм, ураном та ін. У ґрунтах світу нині нагромаджено близько 150 млрд т азоту, накопичуються також метали (залізо, ртуть, мідь, цинк, хром, свинець та ін.). Ртуть потрапляє в ґрунт із пестицидами та промисловими відходами. Щороку неконтрольовані викиди ртуті становлять близько 5 тис. т. До 25 кг свинцю з кожної тонни видобутого потрапляє у вигляді відходів у навколишнє природне середовище. В результаті зменшуються площі орних земель та їх урожайність.

Внаслідок гірничодобувних робіт, промислової та житлової забудови, будівництва автомобільних і залізничних шляхів щороку втрачається до 70 тис. км2 орної землі. За рахунок зрошення в усьому світі заболочується й засолюється від ЗО до 80 % земель, що призводить до втрат для сільського господарства 2--3 тис. км2 ріллі. Кожні 10 років людство втрачає близько 7 % верхнього шару ґрунту унаслідок вітрової та водної ерозії.

Ерозією (лат. егозіо -- роз'їдання) називають порушення ґрунту й гірських порід потоками води або вітру, а також унаслідок механічного впливу. Ерозію поділяють на водну, вітрову (дефляцію), іригаційну, промислову, берегову та ін. Ерозія призводить до зниження родючості ґрунту, його порушення і в кінцевому підсумку --до повного знищення. Залежно від характеру й швидкості процесу руйнування верхніх шарів ґрунту і материнської породи розрізняють геологічну та прискорену ерозію. Геологічна ерозія пов'язана з еволюцією Землі і відбувається повільно в природних умовах, не завдаючи особливої шкоди родючості ґрунту. Прискорена ерозія зумовлена переважно антропогенною діяльністю. Вона може бути спричинена безконтрольним вирубуванням лісів, непомірним випасанням худоби, розорюванням схилів, ущільненням ґрунту під час обробітку, технологією вирощування польових культур, будівництвом трубопроводів та шляхів, незадовільною технологією меліоративних робіт тощо. Щодня на Землі внаслідок ерозії втрачається 3200 га родючих ґрунтів.

Внаслідок ерозії в ґрунтах зменшується вміст фосфору, азоту, калію та інших мікроелементів. Під час пилових буревіїв з кожного гектара ріллі виноситься ЗО кг азоту, 22 кг фосфору і понад ЗО кг калію. Ерозія й засолення призводять до посухи та спустелювання земель. Усе це зумовлює зменшення врожайності та втрату родючих ґрунтів. Особливе занепокоєння викликає стан українських чорноземів. Україна має найбільші в світі запаси чорнозему, який є національним багатством. Освоєність земельного фонду в країні досягла 70 %, чого не має жодна з промислове розвинених країн. Розораність сільгоспугідь становить понад 80 %, тоді як у Європі -- 31 %, Африці -- 9, Франції -- 48, Угорщині -- 37, Англії -- 25, США -- 20, Китаї-- 8,2, Канаді -- 2,4, Австралії-- 1,2 %. Внаслідок такої інтенсивної експлуатації земель в Україні з 33,3 млн га орних земель 10 млн га -- еродовані, близько 17 млн га мають підвищену кислотність.

Відтворення ґрунтів відбувається в природі впродовж тривалого часу. Так, для утворення чорнозему завтовшки один метр у лісостеповій зоні України потрібно близько 7000 років! Отже, втрата ґрунтів є величезною загрозою для існування прийдешніх поколінь, що ставить під сумнів подальший розвиток нашої цивілізації.

Внаслідок антропогенної діяльності та посух відбувається спустелювання, що призводить до виснаження аридних та напіваридних екосистем. Спустелені території не самовідновлюються. Щороку площі пустель зростають на 60 тис. км2, і до цього часу спустелено вже близько 5 млрд га. Останнім часом на території колишнього СРСР спустелення відбулося в районі Аральського моря. В результаті значного зменшення річкового стоку рік Амудар'я й Сирдар'я внаслідок використання води для зрошення бавовникових плантацій на відстані до 250 км від Аралу рівень ґрунтової води знизився на 5 м. Аральська катастрофа завершилася аридизацією клімату на південь від Аралу на 100--400 км. Цей наочний приклад екологічної катастрофи, яка була наслідком непродуманої господарської діяльності, має стати уроком і пересторогою для всього людства.

Якщо взяти до уваги той факт, що всі компоненти біосфери тісно пов'язані і взаємозумовлені, то стає очевидним, що непродумане й безконтрольне забруднення ґрунтів, повітря та природних вод ксенобіотиками, що здатні мігрувати трофічними ланцюгами і накопичуватися в живих організмах, може в кінцевому результаті призвести до незворотних змін, які загрожують існуванню людини як виду.

8.2 ПОВЕДІНКА ЗАБРУДНЕНЬ У ЛІТОСФЕРІ ТА ВПЛИВ ЇХ НА ЗДОРОВ'Я ЛЮДИНИ

У біосфері Землі постійно відбувається взаємодія між компонентами її косної (космосу, атмосфери, гідросфери та літосфери) і живої (рослини, тварини та мікроорганізми) речовин. Ця взаємодія виражається в обміні речовини та енергії і супроводжується різними фізичними, хімічними та біологічними процесами. У результаті цих взаємодій на Землі формуються певні умови для забезпечення процесів життєдіяльності (клімат, хімічний склад повітря, води й ґрунту, морфологія земної поверхні тощо). Забруднення біосфери, що утворилися природним шляхом або внаслідок антропогенної діяльності, потрапивши в атмосферу, гідросферу чи літосферу, також перебувають у постійній взаємодії: відбуваються певні хімічні перетворення речовин в атмосферній та ґрунтовій водах, окисно-відновні реакції, гідроліз і комп-лексоутворення, хімічне та бактеріальне вилуження, сорбція, йонний обмін і багато інших. При взаємодії із земною поверхнею газуваті забрудники можуть виводитися з атмосфери. В ґрунт з атмосфери щороку надходить до З млн т оксиду сульфуру (IV), 3,1 млн т оксидів нітрогену, 8,2 млн т оксиду карбону (II), 1,75 млн т органічних сполук, 7 тис. т цинку, 6,5 тис. т свинцю, 80 т кадмію та близько 600 інших забруднювальних речовин. Це призводить до істотних змін середовища існування живих організмів.

Рослинний світ літосфери може поглинати атмосферні гази, як і неорганічні речовини, без подальшої переробки або активно включати їх у процеси метаболізму, створюючи сприятливий градієнт концентрацій для подальшого поглинання. За винятком вуглекислого газу, всі основні гази, що забруднюють повітря, значною мірою беруть участь у метаболізмі рослин. Проте для багатьох рослин спостерігаються порушення процесів життєдіяльності за дуже малих концентрацій забрудників. Взагалі рослини зазнають шкідливої дії газуватих забрудників у менших концентраціях, ніж тварини (особливо у разі наявності озону, оксидів нітрогену й сульфуру). Винятком є лише оксид карбону (II), який завдає шкоди рослинам у значно більших концентраціях, ніж при дії на тварин.

У результаті хімічної взаємодії забруднювальних речовин відбувається їх трансформація з утворенням нових хімічних сполук -- ксенобіотиків, які нерідко бувають ще токсичнішими, ніж вихідні забрудники. Яскравим прикладом таких штучно створених у природі сполук є нітрозаміни -- продукти трансформації в ґрунті азотних добрив. Забруднювальні сполуки (зокрема, діоксини) можуть бути канцерогенними, тобто спричинювати ракові захворювання. Ці речовини потрапляють в атмосферне повітря, поверхневі й ґрунтові води та ґрунти, з яких переходять у рослини, а далі через ланцюги живлення -- в організми тварин і людей. Накопичуючись в організмів в надмірній кількості, вони спричинюють різні захворювання і навіть смерть.

Характерною особливістю літосфери є те, що забруднення переміщуються в ній природним шляхом значно повільніше, ніж у гідросфері й

атмосфері. Тому відбувається концентрування токсичних речовин і подальша міграція їх у різні середовища в процесі біологічного та геохімічного коло обігів речовин. Внаслідок інтенсивного надходження ксенобіотиків порушується динамічна рівновага цих природних циклів, які складалися впродовж багатьох мільйонів років. А це врешті може призвести і вже частково призводить до незворотних катастрофічних змін у біосфері Землі.

Не маючи можливості детально розглянути всі ті процеси, що відбуваються в літосфері із забрудненнями антропогенного походження, зупинимося для прикладу тільки на деяких із них. Людство у своїй повсякденній діяльності використовує значну кількість металів, особливо заліза. На Землі залізо перебуває в окисленій формі у вигляді оксидів. Для добування металічного заліза, яке використовують у різних конструкціях, застосовують різні металургійні процеси, що ґрунтуються на відновленні оксидів феруму до металу за допомогою відновників (переважно вуглецю та сполук карбону). У результаті відновної плавки в доменних печах виплавляють чавун (сплав заліза й вуглецю), а з нього після окисної плавки в мартенівських печах і бесемерівських конверторах отримують сталь.

Із чавуну і сталі виробляють різні машини, механізми та будівельні конструкції. Після їх спрацювання та виходу з ужитку вони у вигляді брухту потрапляють у відходи, які накопичуються в літосфері в досить значній кількості. Більша частина цих відходів знову йде на переробку після їх переплавляння, і таким чином створюється техногенний коло-обіг металів у господарській діяльності людини. Інша частина цих відходів не може бути перероблена відразу, тому знаходиться на земній поверхні, зазнаючи окиснення атмосферним повітрям. Відбувається корозія металів.

Кородують залізо та його сплави, а також цинк, мідь, алюміній та ін.

Озон, що знаходиться в атмосфері, є сильним окисником і дуже активним відносно багатьох органічних сполук. Цим пояснюється, вірогідно, його розкладання на поверхні твердого тіла. Озон руйнує деякі полімери та фарби, здатні окислюватися.

Отже, як бачимо, шкідливі речовини потрапляють у ґрунт. При цьому в ньому насамперед накопичуються важкі метали (свинець, ртуть, кобальт, радіонукліди тощо). Так, івано-франківські дослідники з ділянки ґрунту 100 х 100 м2, розташованої вздовж автомобільного шляху, виділили 1 1,6 кг свинцю. Переважна частина його знаходилася в ґрунті на глибині до 10 м. Важливу роль у вилужені мінералів відіграють мікроорганізми, які за певних умов здатні переводити нерозчинні мінеральні сполуки, що містяться у відвалах гірських порід, у розчинний стан. При цьому відбувається вибіркове розчинення у воді деяких металів. Відомо чимало видів мікроорганізмів, за допомогою яких здійснюється бактеріальне розчинення. Так, тіонові бактерії (залізобактерії) окислюють ферум (II) до феруму (III), а також сульфідні мінерали. Сіркобактерії окислюють сірку. Свою клітинну масу вони будують з води і вуглецю, які отримують шляхом засвоєння вуглекислого газу, виділяючи його з атмосферного повітря, ґрунту або руди. Джерелом енергії для цих мікроорганізмів, які є хемоавтотро-фами, є реакції окиснення неорганічних сполук заліза (II), сірчистих сполук різних металів та елементного сульфуру.

Залізобактерії здатні окислювати сульфідні мінерали, трансформуючи їх на сульфати прямим або непрямим шляхом, наприклад, за схемами:

Ре2( 5О4 )з + Н2О; 2Ре5О4 + 5.

атмосферне повітря або взаємодіяти з іншими сполуками, що знаходяться у ґрунті або водному розчині, утворюючи хлориди металів та інші речовини. Оксид сульфуру (IV) та утворені сульфатна й нітратна кислоти руйнують кам'яну та бетонну кладки. Вапняковий розчин і цегла поглинають оксид сульфуру (IV) з утворенням сульфатів за схемою

СаСОз + 502 + 1/2О2 = Са5О4 + СО2

Особливо небезпечні сульфати для матеріалів, що містять карбонат кальцію (руйнування фресок та інших старовинних мармурових пам'яток). Нейлонові, бавовняні та віскозні тканини в повітряному середовищі, яке містить оксид сульфуру (IV) в кількості 0,1 -- 0,2 мли*1, втрачають механічну міцність. Це пов'язано, очевидно, з кислотним гідролізом. Кислота утворюється на поверхні тканин при абсорбції сірчистого газу плівкою води.

Озон, що знаходиться в атмосфері, є сильним окисником і дуже активним відносно багатьох органічних сполук. Цим пояснюється, вірогідно, його розкладання на поверхні твердого тіла. Озон руйнує деякі полімери та фарби, здатні окислюватися.

Отже, як бачимо, шкідливі речовини потрапляють у ґрунт. При цьому в ньому насамперед накопичуються важкі метали (свинець, ртуть, кобальт, радіонукліди тощо). Так, івано-франківські дослідники з ділянки ґрунту 100 х 100 м2, розташованої вздовж автомобільного шляху, виділили 1 1,6 кг свинцю. Переважна частина його знаходилася в ґрунті на глибині до 10 м. Важливу роль у вилужені мінералів відіграють мікроорганізми, які за певних умов здатні переводити нерозчинні мінеральні сполуки, що містяться у відвалах гірських порід, у розчинний стан. При цьому відбувається вибіркове розчинення у воді деяких металів. Відомо чимало видів мікроорганізмів, за допомогою яких здійснюється бактеріальне розчинення. Так, тіонові бактерії (залізобактерії) окислюють ферум (II) до феруму (III), а також сульфідні мінерали. Сіркобактерії окислюють сірку. Свою клітинну масу вони будують з води і вуглецю, які отримують шляхом засвоєння вуглекислого газу, виділяючи його з атмосферного повітря, ґрунту або руди. Джерелом енергії для цих мікроорганізмів, які є хемоавтотро-фами, є реакції окиснення неорганічних сполук заліза (II), сірчистих сполук різних металів та елементного сульфуру.

Залізобактерії здатні окислювати сульфідні мінерали, трансформуючи їх на сульфати прямим або непрямим шляхом, наприклад, за схемами:

Ре2( 5О4 )з + Н2О; 2Ре5О4 + 5

Залізобактерії можуть сприяти розчиненню міді у відходах та відвалах мідних руд. За допомогою сульфатних розчинів феруму (III) і сульфатної кислоти за наявності сульфатів алюмінію і феруму (II) та тіонових бактерій сульфіди міді перетворюються на водні розчини сульфату купруму за такою схемою:

Бактерії

2Ре2(8О4)3+2СІІ8+2Н2О+ЗО2 - *-*- 2Си8О4+4Ре8О4+2Н2ЗО4

Оптимальними умовами для розвитку тіонових бактерій є температура 25 -- 35 °С і рН = 2 -- 4. За допомогою тіонових бактерій у розчин можуть переходити з відходів інші елементи: цинк, манган, арсен, кобальт та ін. Розчин сульфатів купруму і феруму та інших металів може потрапляти в рослини, а далі через трофічні ланцюги -- в організми тварин і людей, переноситись зливовими та річковими водами до інших водойм і океанів, а також накопичуватися в ґрунті. Метод бактеріального вилуження можна застосовувати для переробки твердих відходів гірничодобувних підприємств з метою добування кольорових та благородних металів.

Деякі мікроорганізми, що населяють донні відклади рік і озер, також здатні здійснювати хімічну трансформацію неорганічних сполук. Так, вони можуть перетворити ртуть на метилмеркурій, а потім на диметил меркурій:

Ці сполуки надзвичайно токсичні і на відміну від неорганічних сполук меркурію міцно зв'язуються тканинами організмів тварин і людей та дуже повільно виводяться з організму. Диметилмеркурій леткий і після відмирання мікроорганізмів та інших організмів надходить не лише у воду, а й у повітря. При цьому створюються сприятливі умови для його подальшої трансформації та міграції.

Біометилювання під дією бактерій зазнають й інші метали -- свинець, олово, кадмій, талій, селен, телур, золото. В повітрі під дією ультрафіолетового випромінювання металоорганічні сполуки розщеплюються на неорганічні та органічні похідні, які з атмосферними опадами знову надходять у ґрунти літосфери. За підрахунками дослідників, щороку з дощем випадає 100 тис. т ртуті, тобто в 15 -- 20 разів більше, ніж її видобувають. Мікроорганізми (дріжджі, актиноміцети, бактерії тощо) ефективно очищають ґрунти від нафти та нафтопродуктів, використовуючи ці забруднення для свого живлення. Таким чином, споживаючи забруднювальні речовини, мікроорганізми сприяють очищенню ґрунтів від полютантів.

Значна кількість промислових стічних вод виносить токсичні речовини у водойми та ґрунти. Наприклад, стічні води металургійних виробництв містять солі важких металів, феноли, ціаніди та ін. Якщо воду навіть з невеликим вмістом фенолу прохлорувати для отримання питної води, то феноли перетворяться на хлорфенол і нададуть їй надзвичайно неприємного запаху.

Мінеральні добрива та інші хімікати, які застосовують у сільському господарстві для підвищення врожайності угідь, змиваються зливовими водами в поверхневі водойми, завдаючи їм значної шкоди. Зростання масштабів використання добрив та вимивання їх із ґрунту сприяє мінералізації водойм. Вміст добрив у ріках, озерах і колодязях понад 50 мг/л небезпечний для здоров'я і загрожує життю людей. Азот і фосфор призводять до інтенсивного розвитку водоростей. Останні, відмираючи, можуть повністю позбавити воду кисню (евтрофікація водойм) і тим самим зменшити її здатність до самоочищення. При цьому починають інтенсифікуватись анаеробні процеси біохімічного розкладання органічних речовин, зокрема мулу. У результаті виділяються гідроген сульфід, аміак, метан, гідроксиламін та інші сполуки, забруднюючи атмосферне повітря та ґрунти. Навколо озер та річок стоїть сморід.

Пестициди спричинюють захворювання на рак, ураження печінки та ембріонів. ДДТ викликає захворювання на рак, ураження ембріонів. Нафтохіміками й бензин, які застосовують як розчинники, лікарські препарати й детергенти зумовлюють головні болі, втрату координації, лейкемію та ураження кісткового мозку. Вінілхлориди, що їх використовують у виробництві пластмас, спричинюють рак легенів, печінки, захворювання центральної нервової системи, токсикацію ембріонів. Діоксини, які застосовують як гербіциди, здатні зумовити захворювання на рак, природжені дефекти та хвороби шкіри.

Встановлено, що близько 75 % злоякісних новоутворень людини зумовлені забрудненням середовища антропогенними канцерогенами, кількість яких перевищує 3000 і продовжує зростати. Учені-гігієністи вважають, що повністю уникнути ракових захворювань неможливо внаслідок нереальності повного виключення забруднення повітря, води й ґрунту такими токсикантами, як арсен, нітрозаміни, афлатоксини та радіонукліди.

8.3 БЕРЕЖЛИВЕ СТАВЛЕННЯ ДО НАДР І ЗЕМНОЇ ПОВЕРХНІ

Надра -- верхня частина земної кори від нижньої межі гумусового шару ґрунту до рівня, де ще можливий видобуток корисних копалин. З надр Землі видобувають вугілля, нафту, газ та корисні копалини. Останні використовують для виплавляння металів, як сировину для хімічної промисловості, виробництва добрив для сільського господарства, будівельних матеріалів тощо. У надрах містяться лікувальні термальні та мінеральні води. В них будують різні господарські споруди і транспортні комунікації, їх використовують для зберігання нафти, газу та різних матеріалів, захоронення шкідливих речовин і відходів виробництва. В Україні досліджено 90 видів корисних копалин, зосереджених більш як у 8000 родовищ, з яких 4000 експлуатуються. Родовища корисних копалин характеризуються резервами, запасами та індексом використання природних ресурсів.