Zanieczyszczenie środowiska

Rodzaje substancji zanieczyszczających środowisko wyróżnia się kilka naturalnych polutantów, czyli 'substancji zanieczyszczających środowisko. Gleba zawiera pewne składniki, na przykład azotany, które mogą się uwalniać w trakcie orania terenów trawiastych albo na skutek zimowego wypłukiwania powierzchniowej warstwy gleby. W glebie znajduje się też glin, który po przedostaniu się do zbiorników wodnych tworzy szereg szkodliwych związków. Kiedy zalewane są łąki, z gleby uwalnia się magnez, którego nadmiar w wodzie powoduje wiele groźnych schorzeń u ryb. Te naturalne ~ procesy uwalniania zawartych w glebie związków i pierwiastków chemicznych mają jednak niewielkie znaczenie w porównaniu z zanieczyszczeniami spowodowanymi przez człowieka. W rolnictwie używa się coraz więcej chemikaliów, które po pewnym czasie nieuchronnie trafiają do wód śródlądowych. Należą do nich środki owadobójcze, chwastobójcze, roztoczobójcze, grzybobójcze i środki pielęgnacyjne dla owiec, które w sumie zawierają ponad 450 aktywnych chemicznie składników niszczących mikroflorę i mikrofaunę. W celu poprawienia żyzności gleby rolnicy nawożą ją fosforanami i azotanami. Ziemia jest także zanieczyszczana toksycznymi związkami wydobywającymi się z silosów i ferm hodowlanych. Produkty farmaceutyczne wykorzystywane na fermach hodowlanych, np. antybiotyki czy hormony, po pewnym czasie, wraz z odchodami i środkami dezynfekującymi, dostają się do okolicznych zbiorników wodnych. W przedsiębiorstwach zajmujących się uzdatnianiem wody pitnej regularnie prowadzi się badania jej jakości, to znaczy sprawdza się, czy zawartość szkodliwych związków nie przekracza dozwolonych norm. Jednak również proces uzdatniania nie pozostaje bez wpływu na jakość wody. Na przykład w wyniku chlorowania wody powstaje substancja, która prawdopodobnie ma działanie rakotwórcze. W 1988 roku okazało się, że również stosowany do oczyszczania wody siarczan glinu ma niekorzystny wpływ na środowisko naturalne. Kilka ton tej substancji zostało wówczas wrzuconych do wody w Camelford w Kornwalii i wkrótce okazało się, że zaczęły chorować niemal wszystkie żyjące w okolicy zwierzęta. Innym bardzo ważnym źródłem zanieczyszczeń jest przemysł. Przemysłowe polutanty to przede wszystkim metale ciężkie - kadm, ołów i cynk. Zanieczyszczające wodę kwaśne deszcze spowodowane są spalinami powstającymi w procesie spalania paliw kopalnych - ropy i węgla Największym potencjalnym trucicielem wód śródlądowych jest rolnictwo. Nie przetworzony nawóz zwierzęcy rozrzucany jest na polach i pewna jego część zawsze zostaje spłukana przez deszcze do najbliższych zbiorników wodnych. Rolnicy użyźniają co roku swoje ziemie wieloma miliona- mi ton azotu, fosforu i potasu. Część tych substancji po pewnym czasie trafia do wody. Niektóre nawozy, zwłaszcza związki organiczne, rozkładają się latami, a przez ten czas wchodzą w ciąg łańcucha pokarmowego wyrządzając po drodze wiele szkód w lokalnym ekosystemie.
Wycinka lasów coraz gęstsza sieć rowów melioracyjnych sprawiają, że do wody przedostają się związki żelaza, glinu i kadmu. Z kolei starzenie się lasów powoduje stopniowe zakwaszanie gleby. W czasie ulewnych deszczy kwaśna woda wypłukana z lasów dostaje się do rzek: Zwierzęce odchody są 100 razy bardziej szkodliwe, od tych które przeszły przez oczyszczalnie ścieków.
Woda zanieczyszczana jest również z powietrza. Toksyczne związki przedostające się do wody z powietrza są szczególnie szkodliwe. Zaliczyć do nich należy popiół, sadzę, kurz i krople toksycznych cieczy oraz gazy, zwłaszcza dwutlenek siarki i podtlenek azotu. Wszystkie te polutanty pochodzą zarówno z przemysłu, jak i rolnictwa. Dla środowiska naturalnego niebezpieczne są zwłaszcza gazy, które w połączeniu z wodą tworzą kwasy: siarkowy i azotowy
Wpływ zanieczyszczenia na życie w zbiornikach wodnych
Jednym z najczęstszych objawów zanieczyszczenia wody jest zazielenienie powierzchni, tzw. eutrofizacja. Glony i inne wodne rośliny obficie kwitną na powierzchni, kiedy woda jest wypełniona spływającymi z otaczających zbiornik pól nawozami. Największy wpływ na eutrofizację mają fosforany, które sprzyjają rozwojowi roślin nie tylko na lądzie, ale i w wodzie. Zwiększona zawartość związków fosforu sprawia, że doskonale rozmnażają się nie tylko glony, lecz także bakterie. Sytuacja pogorszyła się znacznie w ciągu ostatnich 20 lat, w tym czasie wiele światowych zbiorników pokryło się zielonym kożuchem, a ich wody zostały skażone bakteriologicznie Wody śródlądowe stały się wylęgarnią niebezpiecznych bakterii, pierwotniaków i grzybów. Niektóre gatunki bakterii, np. salmonella czy Listeria, i pierwotniaków są niemal tak samo niebezpieczne dla zdrowia człowieka jak przecinkowiec cholery.
Bujny rozkwit glonów i bakterii jest wynikiem nie tylko nawożenia pól upraw- nych. Znaczący wpływ na ich rozwój ma leśnictwo, w którym od pewnego czasu również zaczęto stosować użyźniające, wcześniej czy później dostające się do wody.
Skażenie środowiska ma katastrofalne następstwa dla żyjącej w rzekach i jeziorach flory i fauny. Trzeba jednak pamiętać, że człowiek mógłby stosunkowo szybko doprowadzić do odtworzenia pierwotnego stanu tych akwenów. Niektóre bez- kręgowce spływają z prądem w zniszczone rejony z górnego biegu rzeki. Niektóre organizmy, na przykład jętki, stosunkowo dobrze znoszą nawet duże stężenie substancji toksycznych, inne zaś, na przykład rureczniki, doskonale radzą sobie w środowisku wypełnionym substancją organiczną, w którym występuje niedobór tlenu. Wystarczyło- by, żeby człowiek nie dopuszczał do dalszego zanieczyszczania akwenu

Metale ciężkie
Jednym z ciężkich metali powodujących skażenie wody jest ołów. Źródłem zanieczyszczenia są ołowiane obciążniki rybackich sieci, lekkomyślnie porzucane, ilekroć sieć się zaplącze. Rozpuszczone w wodzie związki ołowiu stanowią ogromne zagrożenie dla łabędzi, które wchłaniają je ze zjadanych przez siebie roślin wodnych.
Innym metalem ciężkim zatruwającym wody śródlądowe jest kadm, który poprzez zatrute ryby przenika również do organizmów ludzi.

Zanieczyszczenia oceanów
Największym zagrożeniem dla oceanów jest ropa naftowa i jej pochodne. Inne zanieczyszczenia dopełniają jedynie ogromu zniszczeń. Pozostawione na plażach przez wysoką wodę sterty śmieci i tłuste zacieki ropy stanowią namacalny dowód zanieczyszczenia oceanów przez nie ulegające biodegradacji substancje i odpadki.

Wypadki
Największe morskie katastrofy ekologiczne zawsze związane były z ropą naftową. Samo tylko mycie ładowni tankowców powoduje, że do mórz i oceanów dostaje się rocznie od 8 do 20 mln baryłek ropy naftowej.
Jak na razie największą katastrofą ekologiczną związaną z ropą naftową było podpalenie kuwejckich szybów naftowych w czasie wojny w Zatoce Perskiej. Szacuje się, że z kuwejckich szybów i instalacji naftowych do zatoki dostało się od 2,5 do 5 milionów baryłek ropy naftowej. Zginęło okoł0 25 tysięcy ptaków morskich a rybacy stracili wiele bogatych łowisk. Efekty długofalowe tych działań człowieka są trudne do wyobrażenia i oszacowania. Z pewnością niektóre dotkną nawet wody Oceanu Indyjskiego. Pomimo rosnącej świadomości zagrożeń, po morzach i oceanach wciąż krążą statki z niebezpiecznymi ładunkami.
Drugie, po ropie naftowej, miejsce na liście najgroźniejszych dla środowiska substancji zajmują ścieki komunalne. W niewielkich ilościach wzbogacają one wprawdzie zawartość odżywczą wody i wspomagają rozwój wielu gatunków wodnych roślin i zwierząt, jednak wielkie ilości ścieków komunalnych stanowią śmiertelne zagrożenie dla całego ekosystemu.
Podejmuje się wysiłki mające na celu zmniejszenie ilości ciał stałych w ściekach. Ciecze stanowią mniejsze zagrożenie, choćby dlatego, że słońce znacznie łatwiej zabija bakterie rozpuszczone w cieczy. Metoda ta sprawdziła się w Kalifornii, u wybrzeży której lądują w morzu ścieki z gospodarstw domowych siedemnastu milionów ludzi.
Inną niezwykle groźną dla morskich organizmów substancją jest TBT, czyli tytanian czterobutylu, używany powszechnie do produkcji farb przeciwporostowych, którymi maluje się kadłuby i stępki statków i łodzi. W związku z potencjalnym zagrożeniem w Wielkiej Brytanii zabroniono na przykład malowania takimi farbami kadłubów małych motorówek i jachtów służących do celów rekreacyjnych wciąż jednak maluje się nimi statki floty handlowej i marynarki wojennej. naukowcy udowodnili, że TBT doprowadza do zaniku męskich cech płciowych u niektórych gatunków skorupiaków. Po pewnym czasie całą populację tworzą osobniki żeńskie, niezdolne do rozrodu bez osobników męskich. Wyjściem z sytuacji jest stosowanie produktów alternatywnych, nieszkodliwych dla środowiska naturalnego. W przypadku TBT może to być oparta na miedzi farba około 1000 razy mniej szkodliwa dla środowiska niż tradycyjna farba.

Odpady toksyczne
Po raz pierwszy problem przechowywania toksycznych odpadów trafił na pierwsze strony gazet na początku lat 70. Doszło wówczas ujawnienia zwiększonej zachorowalności na raka i większego niż przeciętnie odsetka upośledzeń wśród nowo narodzonych dzieci w miejscowości Love Cannal w pobliżu wodospadu Niagara. Okazało się że budynki mieszkalne i szkoły zbudowano w bezpośrednim sąsiedztwie starego składowiska odpadów chemicznych.
Przeróżne substancje chemiczne stanowią coraz większe zagrożenie dla środowiska. Dlatego też pojawiły się firmy specjalizujące się w skupowaniu i przechowywaniu groźnych toksycznych odpadów.

Problemy
z czasem toksyczne odpady rozkładają się, pojemniki, w których są przechowywane, korodują i trujące substancje przedostają się do gleby, a stamtąd do wód gruntowych i rzek. W niektórych składowiskach powoli odsysa się z ziemi wszystkie wycieki i neutralizuje je za pomocą specjalnych substancji chemicznych. Innym problemem są wybuchowe gazy, na przykład metan, które powstają w procesie rozpadu wielu odpadów. Aby zapobiec eksplozji, w ziemi instaluje się systemy specjalnych rur wychwytujących takie gazy i transportujące do spalarni. Niektóre przedsiębiorstwa zarządzające składowiskami odzyskują takie ilości gazów, że opłaci się wykorzystać je do produkcji energii elektrycznej, którą zasilają swój zakład. Inną sposobem składowania niebezpiecznych chemikaliów jest zatapianie ich w morzu. Sposób ten jednak jest niezwykle ryzykowny, gdyż w razie ewentualnych wycieków toksyny zanieczyszczają środowisko i mogą łatwo dostać się do łańcucha pokarmowego, w efekcie czego zagrożone byłoby zdrowie nie tylko roślin i zwierząt, ale i ludzi.
Niektóre odpady można spalać, jednak zawarte w nich toksyny często dostają się wraz z dymem do atmosfery, mogą też pozostawać w popiele Pewne niebezpieczne substancje można też unieszkodliwiać, poddając je odpowiedniej obróbce chemicznej. Niektóre z ich można rozłożyć, inne połączyć z określonymi substancjami, by w ten sposób powstały mniej lub całkiem nieszkodliwe związki chemiczne. Obróbka chemiczna odpadów najczęściej jest jednak kosztowna, zwykle też w jej tracie powstają inne toksyczne produkty uboczne.

Kwaśne deszcze
Kwaśnego deszczu nie można gołym okiem odróżnić od zwykłych opadów, ale jego wpływ na środowisko naturalne łatwo zauważyć. Pojawia się tam, gdzie spalane są ogromne ilości paliw kopalnych, w wyniku czego do atmosfery przedostają się węglowodory.
Kwaśne deszcze powstają w wyniku łączenia się kropelek wody z gazowymi zanieczyszczeniami powietrza. Największe znaczenie ma dwutlenek siarki(szacuje się, że w Europie jest on w 60 procentach sprawcą kwaśnych opadów), tlenki azotu siarkowodór, dwutlenek węgla i chlorowodór. Zanieczyszczenia powietrza pochodzą ze źródeł naturalnych, na przykład wybuchów wulkanów i pożarów lasów, oraz są wynikiem działalności człowieka - powstają wskutek spalania paliw i procesów przemysłowych.
Kwaśne deszcze padają często w krajach które e są odpowiedzialne za ich powstawanie. Szkodliwe gazy mogą być bowiem przenoszone przez wiatr setki, a nawet tysiące, kilometrów od miejsca pochodzenia i wywołać niebezpieczne opady w regionie wolnym, zdawałoby się, od ekologicznych zagrożeń. Dla kwaśnych deszczów nie istnieją żadne granice, poza naturalnymi. Do powstawania kwaśnych deszczów przyznają się głównie Stany Zjednoczone i Europa. Wszędzie też można zobaczyć skutki niosących zanieczyszczenia opadów w postaci już martwych lub obumierających lasów skutki kwaśnych deszczów widać najwyraźniej na zboczach gór, tam bowiem dolne warstwy chmur kwaśnego deszczu stykają się z roślinnością. Są one widoczne również w Polsce - na przykład lasach porastających Karkonosze i Góry Izerskie.
Kwaśne deszcze powodują też zakwaszanie wód powierzchniowych. Szczególnie narażone są strumienie, rzeki i jeziora na terenach zalesionych. Badania wykazały, że przy współczynniku pH = 5,4 przestają się rozmnażać ryby. Kwaśne deszcze spowodowały śmierć milionów łososi i pstrągów w tysiącach szwedzkich jezior. Spośród 90 tysięcy szwedzkich jezior 4 tysiące są a bardzo zakwaszone (pH poniżej 5),18 tysięcy jest nieco zakwaszone dalszych 20 tysięcy prawdopodobnie wkrótce zostanie skażonych. Z niektórych rzek na południu tego kraju całkowicie znikneły łososie. Sytuację próbuje się uzdrowić przez rozpylanie z helikopterów latających nad zakwaszonymi jeziorami wapna, które neutralizuje kwas. Akcja rozpylania wapna objęła blisko 3 tysiące jezior i rzek, a cała procedura musi być powtarzana co 3 do 5 lat. Kwaśne deszcze prowadzą również do zakwaszania gleb, w których uwalnia się toksyczny glin następuje wymywanie substancji odżywczych.

Ocieplenie globalne
Globalne ocieplenie jest prawdopodobnie skutkiem rozwoju przemysłu i motoryzacji. Wprawdzie podwyższenie temperatury jest niemal niezauważalne przez człowieka, ale wpływ ocieplenia na planetę może, być katastrofalny w skutkach.
Rezultatem ocieplania klimatu Ziemi mogą być susze, katastrofalne powodzie, huraganowe wiatry i pożary. Zauważalne zmiany mogą dotyczyć również świata roślin i zwierząt. Jedną z przyczyn wzrostu temperatury Ziemi jest nadmierne nagromadzenie w atmosferze pary wodnej, dwutlenku węgla, tlenku azotu, dwutlenku siarki i metanu. Znaczne ilości tych gazów dostają się do atmosfery również wyniku procesów naturalnych. Jednak za wzrost koncentracji tych związków w atmosferze w ostatnim stuleciu odpowiedzialny jest głównie człowiek

Dziura ozonowa
Jeszcze 20 lat temu niewielu ludzi słyszało o warstwie ozonowej. Obecnie, dzięki odkryciom naukowców, zdaliśmy sobie sprawę z jej znaczenia dla ochrony, życia na Ziemi i z wynikającej stąd konieczności jej zachowania.
Ozon znalazł liczne zastosowania - m.in. jako wybielacz oraz środek do odkażania wody i odświeżania powietrza. Jest też popularnym utleniaczem, czyli substancją posiadającą zdolność wchłaniania elektronów w reakcjach chemicznych. Ozon powstaje w niższych warstwach atmosfery, jako produkt procesów przemysłowych i spalania paliwa w samochodach. Zbyt duże ilości ozonu są niebezpieczne dla roślin i prawdopodobnie mają związek z niektórymi zaburzeniami oddychania. Rozwój życia na naszej planecie byłby jednak niemożliwy bez tego gazu. Ziemia otoczona jest grubą warstwą ozonu, która zatrzymuje około 2/3 promieniowania ultrafioletowego (UV) emitowanego przez Słońce, przepuszczając tylko część, 0 odpowiedniej długości fal. Nadmiar promieniowania UV jest szkodliwy dla organizmów żywych, powoduje ścinanie się białka i obumieranie komórek. Z drugiej strony pewna ilość promieni ultrafioletowych jest niezbędna do wytwarzania witaminy D, koniecznej do budowy kośćca. Ozon ma więc duże znaczenie biologiczne, ponieważ reguluje dopływ promieniowania ultrafioletowego do po- wierzchni Ziemi. większe dawki promieniowania ultrafioletowego, zwłaszcza UVB, mają prawdopodobnie wpływ na zwiększoną zachorowalność na raka skóry, kataraktę, która może prowadzić do ślepoty, oraz upośledzenie pracy układu odpornościowego organizmu. Promieniowanie ultrafioletowe niszczy też rośliny, w tym te uprawiane i spożywane przez człowieka. Jego nadmiar nie sprzyja również planktonowi, czyli drobnym organizmom roślinnym unoszącym się w morzach i oceanach. Plankton jest początkiem większości łańcuchów pokarmowych w oceanach, stąd zaburzenia obserwowane w jego środowisku mogą odbić się na całym ekosystemie. Od polowy lat 80.naukowcy zaczęli dokładniej przyglądać się warstwie ozonowej. Stwierdzili że w ciągu kilku wiosennych tygodni w warstwie ozonowej nad Antarktydą pojawia się "dziura" . Choć potocznie nazywane "dziurą", w rzeczywistości zjawisko to polegało na przerzedzaniu i spłycaniu się warstwy ozonowej, w miarę jak malała w niej liczba cząsteczek ozonu. Ubytki w warstwie ozonowej spowodowały, że do powierzchni Ziemi docierała większa ilość promieniowania ultrafioletowego. Naukowcy przypuszczają, że proces ten rozpoczął się jeszcze w połowie lat 70.W 1987 roku samoloty zdolne do lotów na bardzo dużych wysokościach pobrały próbki powietrza znad Antarktydy. Dzięki niej naukowcy dowiedzieli się, że za niszczenie warstwy ozonowej odpowiedzialne są przede wszystkim gazy znane jako freony. Po drugiej wojnie światowej znalazły one z szerokie zastosowanie - m.in. w aerozolach, systemach chłodniczych lodówek i zamrażarek, w płynach do czyszczenia i jako środek porotwórczy przy produkcji tworzyw sztucznych.
Na początku lat 90 zmieniono postanowienia umów. Obecne ustalenia zakładają całkowite wyeliminowanie freonów do 2000 roku. Zakaz objął również inne szkodliwe związki np. bromek metylu. Nie wolno również produkować freonu z myślą o sprzedaży do krajów, które jeszcze nie podpisały porozumienia. Kraje uprzemysłowione uruchomiły specjalne fundusze, mające wspomóc państwa biedniejsze w dostosowaniu się do nowych wymogów. Poza tym niewiele można zrobić dla poprawy sytuacji, ponieważ freony mają bardzo długi okres rozpadu i pozostaną w atmosferze jeszcze przez co najmniej 100 lat.