З біоекології на тему «Забруднення ґрунтових вод»

«Забруднення ґрунтових вод»

Санкт-Петербург, 2001

За останні кілька десятиліть ґрунтові води стали одним із

найважливіших ресурсів. Зазвичай, за рідкісним винятком, вони мали пре-

різною якістю і без будь-якого очищення задовольняли вимогам стан-

дартів з питної води. На нещастя, випадки забруднення високоякіс-

венних ґрунтових вод отруйними речовинами стають все більш часті-

ми. В результаті з'являються серйозні захворювання, криниці закривають.

Забруднення ґрунтових вод було визнано у 1980-х роках. однією з найважливіших-

ших екологічних проблем, що збереглася й у 1990-х pp. і, не-

гадаю, збережеться і в майбутньому.

1. Джерела забруднення ґрунтових вод

Інфільтруючись і просочуючись крізь грунт, вода забирає з собою в

ґрунтові води всі розчинні у ній речовини. Грунт не може задер-

тиснути їх. Отже, будь-яка хімічна речовина, застосована, розмі-

щенное, розлите, розсипане землі чи що потрапило до неї, може заг-

різати грунтові води.

В даний час основними джерелами забруднення ґрунтових вод

- неправильно влаштовані звалища та інші сховища отруйних ве-

суспільств, звідки вони можуть просочуватися в ґрунтові води;

- протікають підземні резервуари та трубопроводи. Особливу проблему

складає витік бензину із резервуарів на АЗС;

- пестициди та добрива, що застосовуються на полях, газонах, у садах;

- сіль, якою посипають дороги при ожеледиці;

- мазут, який застосовується на дорогах для зв'язування пилу;

- надлишки застосовуваних у господарстві стічних вод та каналізаційного

-витоку при транспортуванні.

Непристосовані сховища, а також використання пестицидів

є найбільш поширеними джерелами загрози для

2. Отрутохімікати, їх небезпека

Найбільшу проблему при забрудненні ґрунтових вод створюють деякі

отрутохімікати, які важко виявляються через їх дуже низькі концентрації,

але здатні поступово накопичуватися в організмі, викликаючи численні

ні розлади здоров'я, у тому числі рак.

Більшість отрутохімікатів належать до одного з двох класів: тя-

жілих металів або синтетичних органічних сполук.

1. Важкі метали.

Тяжкими металами називають хімічні елементи-метали, у яких

у чистому вигляді висока щільність, наприклад свинець, олово, миш'як, кад-

мій, ртуть, хром, мідь, цинк. Вони широко використовуються в промислово-

ти, проте надзвичайно отруйні. Їхні іони і деякі сполуки розчиняються.

рими у воді і можуть потрапити в організм, де, взаємодіючи з рядом

ферментів, що пригнічують їх активність. Т.ч., дуже малі їх кількості

загрожують вкрай важкими і фізіологічними і неврологічними наслідками.

твіями. Особливо добре відомі розумова відсталість, що викликається

свинцевим отруєнням, а також психічні аномалії та вроджені

потворності при ртутних отруєннях.

2. Синтетичні органічні сполуки.

Усі складні молекули у складі рослинних та тваринних організмів -

це природні органічні речовини. Крім них люди навчилися напів-

чати сотні тисяч органічних (в основі яких лежить вуглець)

ній, що використовуються для виробництва пластмас, синтетичних волокон,

штучного каучуку, лакофарбовихпокриттів, розчинників, пести-

цидів, захисних покриттів для дерева та багатьох інших виробів хімічної

промисловості. Такі речовини називають синтетичними органічними.

Багато хто з них настільки нагадує природні, що може засвоюватися

організмом і взаємодіяти з деякими ферментами та іншими системами.

темами. Організм, однак, може виявитися нездатним розкладати їх або

включати метаболізм іншим шляхом, тобто. вони небіодеградуючі. У ре-

У результаті вони порушують його функціонування. При певних дозах

можливі гостре отруєння та смерть. Однак і невеликі дози, що отримують-

мої протягом тривалого періоду, призводять до вельми неприємних

ефектів, наприклад канцерогенного (розвиток раку), мутагенного (появ-

лення мутацій) та тератогенному (вроджені дефекти у дітей). Крім того-

го, вони можуть викликати серйозні захворювання печінки та нирок, безпліддя

та багато інших фізіологічних та неврологічних розладів.

Найбільш небезпечні галогеновані вуглеводні - органічні сполуки.

ня, в яких один або більше атомів водню заміщені атомами хло-

ра, брому, фтору чи йоду. Ці чотири елементи відносяться до класу га-

логінів, звідси і назва речовин.

Найпоширенішими є хлоровані вуглеводні. Їх

часто застосовують при виготовленні пластмас (полівінілхлорид, ПВХ),

пестицидів (ДДТ), розчинників (тетрахлорфенол), електроізоляції (по-

ліхлоровані біфеніли, ПХБ), полум'ягасних речовин та багатьох інших

виробів. ПХВ і діоксин - приклади хлоровмісних вуглеводнів, широко

відомих саме через свою небезпеку.

3. Проблема біоакумуляції.

Як важкіметали, так і галогеновані вуглеводні особливо

небезпечні через здатність до біоакумуляції. Вона полягає в тому, що

малі, що здаються нешкідливими дози, одержувані протягом тривалого

періоду, накопичуються в організмі, створюють у результаті токсичну концентрацію.

рацію та завдають шкоди здоров'ю. Біоакумуляція відбувається, по-перше,

через відсутність біодеградації. Тяжкі метали як прості елементи

неможливо зруйнувати чи перетворити під час хімічних процесів.

Вуглеводні, що містять хлор, розкладаються при дуже високій температурі,

і в більшості випадків в організмі немає ферментів, здатних їх зростати.

пити. По-друге, ці речовини легко поглинаються, але якщо і виводяться,

то дуже повільно. Організм нездатний звільнятися від них із сечею,

оскільки важкі метали міцно зв'язуються з білками, а галогеніро-

вані вуглеводні розчиняються в жирах набагато краще, ніж у воді. У

результаті, надходячи з їжею та рідинами, ці речовини утримуються і

накопичуються в тілі, як у фільтрі.

Біоакумуляція може посилюватися в харчовому ланцюзі. Організми, знахо-

ті, що діють в її основі, поглинають хімікати із зовнішнього середовища та акумулю-

ють їх у своїх тканинах. Харчуючи цими організмами, тварини наступного

трофічного рівня отримують вихідно вищі дози, накопичують

вищі концентрації і т.д. В результаті на вершині харчового ланцюга

концентрація хімікату в організмі може стати у 100 000 – 10 000 000

разів вище, ніж у зовнішньому середовищі. Не дивно, що при цьому трапляються

летальні наслідки. Таке накопичення речовини при проходженні через пі-

щеву ланцюг називають біоконцентруванням.

На превеликежаль, і біоакумуляцію, і біоконцентрування працю-

але помітити до досягнення небезпечного рівня хімікату. А тоді вже пізно

Небезпека біоакумуляції та біоконцентрування хлоровмісних вуглецю

водень стала очевидною в 1960-і рр., коли виявилося, що скорочува-

щення популяцій багатьох видів хижих птахів, зокрема білоголового ор-

лана та скопи, викликане біоакумуляцією пестициду ДДТ. Багато місць про-

мисленої та спортивної риболовлі були закриті у зв'язку з небезпечними

рівнями ПХБ та інших хлоровмісних вуглеводнів, акумульованих

4. Синергічні ефекти.

Ситуацію ускладнюють синергічні ефекти. Отрутохімікати рідко по-

дільності, а дві або більше отрут разом дають ефект, багато разів пре-

висхідний суму дій кожного їх. Це явище називають синер-

гізмом. Надзвичайно небезпечний синергічний ефект виявився зовсім

нещодавно. Деякі галогеновані вуглеводні і, можливо, інші

хімікати (один фактор) послаблюють імунну систему, внаслідок чого

організм стає більш схильним до дії інфекцій і паразитів

(Другий фактор). Підозрюють, що це причина недавнього катастрофічного

кого вимирання тюленів у Північному морі

3. Забруднення довкілля отрутохімікатами

Основне джерело забруднення навколишнього середовища токсичними речовинами-

мі - відходи хімічного виробництва; інше важливе джерело - вико-

3.1. Основні джерела отруйних хімічних відходів

Відходи, що містять важкі метали, виникають головним чином при

збагачення руд, плавки та обробки металів, а також при виробництві

пігменти для фарб. Відходи синтетичних органічних речовин дають у

основному хімічна промисловість і суміжні з нею галузі, виробляючи-

щі мило, пластмаси, штучний каучук, добрива, синтетичні

волокна, ліки, косметику, барвники, клеї, пестициди та вибухові

Хімічні відходи є (або насичують) собою:

- побічні продукти та "надлишки" різних хімічних виробництв;

- відпрацьовані агенти, що впливають, очищаючі та мастильні середовища-

- воду, використану для миття готової продукції, обладнання та

- залишки, що знаходяться в упаковках, що не підлягають вторинному використанню.

Якщо речовини з цих джерел невигідно виділяти, очищати і вто-

річно використовувати, то до них ставляться як до покидьків і прагнуть від

3.2. Історія проблеми отруйних відходів

Традиційно хімічних відходів намагалися позбутися як можна

скоріше. Загальноприйнято випускати всі газоподібні продукти спалювання

в труби і випаровувати все, що випаровується, просто неба. Усі рідкі

відходи та стічні води з різним забрудненням скидалися в

---