Вторичное загрязнение водных объектов

Процесс вторичного загрязнения окружающей среды

Под этим термином понимают образование опасных загрязнителей в ходе физико-химических и биологических процессов, идущих непосредственно в окружающей среде. Эти вещества, возникшие не в ходе человеческой деятельности (как традиционно понимаемые «первичные» загрязнители), а без ее непосредственного воздействия, можно обозначить как «агенты вторичного загрязнения окружающей среды». Вторичным загрязнением обозначается весьма широкий круг процессов и явлений, обладающих различной степенью экологической опасности. Так, в качестве примера вторичного загрязнения атмосферы рассматривают возникновение, так называемого, «фотохимического смога». Он является результатом окисления (разложения) под воздействием солнечной радиации различных вредных примесей в атмосфере (агентов ее первичного загрязнения). В ходе данного процесса в воздушной среде возникают новые более токсичные вещества, названные в совокупности фотооксидантами. Одновременно вторичным загрязнением называют процесс микробиологического разложения опавших листьев, накапливающихся в пруду, приводящий к ухудшению качества его вод. Как случай вторичного загрязнения почв можно рассматривать трансформацию попадающих в них ароматических углеводородов в значительно более опасные для здоровья человека фенолы, которые впоследствии загрязняют подземные воды, использующиеся в бытовых целях. Анализ научной литературы позволяет сделать заключение, что значение процессов вторичного загрязнения в обозримом будущем будет неуклонно возрастать, вследствие появления новых видов загрязнителей и концентрации производства. Уже сейчас – это один из важных факторов, которой необходимо учитывать при оценке техногенеза и деградации окружающей среды .

Общая схема вторичного загрязнения

Все многообразие процессов вторичного загрязнения можно рассматривать как единую категорию явлений, благодаря общей схеме причинно-следственных связей, обуславливающих эти события. В простейшей форме «общую схему вторичного загрязнения» можно описать в виде следующих этапов:

поступление в среду веществ, из которых впоследствии образуются агенты вторичного загрязнения, которые можно обозначить как «протоагенты вторичного загрязнения»;
возникновение условий для трансформации протоагентов вторичного загрязнения в более токсичные (экологически опасные) вещества;
накопление в среде агентов вторичного загрязнения до уровня, оказывающего значимое воздействие на человека и другие организмы, т.е. собственно вторичное загрязнение среды, точнее, его ощутимый результат.

Вторичное загрязнение как процесс, развивающийся на уровне природно-технической системы

Как свидетельствуют многочисленные примеры, последствия вторичного загрязнение среды могут носить весьма тяжелый характер. Вместе с тем, при разработке экологических прогнозов этим явлениям, как правило, уделяется недостаточное внимание. В большинстве случаев анализ и разработка мер борьбы с вторичным загрязнением среды начинается после того, как его проявления принимают катастрофический характер. Главная причина подобного подхода заключается в том, что объектом анализа экологических последствий (и экологической экспертизы) является конкретный вид человеческой деятельности (предприятие, технология и т.п.), а не природно-техническая система (ПТС), в которой данная деятельность будет реально осуществляться. Так, при анализе воздействия на окружающую среду промышленного объекта рассматриваются различные виды его непосредственного воздействия (выбросы, сбросы и т.п.). Если они соответствуют установленным природоохранным нормам, то эксплуатация промышленного объекта считается допустимой. Взаимодействие этих факторов с другими компонентами ПТС, как правило, игнорируется. Следовательно, не разрабатываются и превентивные меры, направленные на предотвращение возможных негативных эффектов. Такая оценка является неполной и недостаточной и по той причине, что протоагенты вторичного загрязнения поступают в среду от различных производственных объектов. Широко известны случаи резонансного воздействия нескольких загрязнителей (сенсибилизация), каждый из которых сбрасывался в среду в пределах установленных норм. По своей сути они представляют собой не что иное, как вторичное загрязнение, а сами эти вещества, сбрасываемые с разных производственных объектов, являются его протоагентами. Источниками протоагентов вторичного загрязнения могут являться и природные объекты, также входящие в состав ПТС. Так, как уже отмечалось, окисление ароматических углеводородов до фенолов происходит под воздействием физико-химических и биологических процессов, происходящих в почвенном покрове. Таким образом, процесс вторичного загрязнения происходит не на уровне отдельного объекта, а на уровне ПТС, в которую входят источники протоагентов вторичного загрязнения. Следовательно, подобных явлений можно избежать, если объектом анализа будет являться ПТС, а оценка производственного объекта будет рассматриваться с точки зрения его встраивания в данную систему. Важным также является поиск возможностей управления воздействием на окружающую среду отдельных производственных объектов (в рамках создания единой управляемой ПТС. Очевидно, что подробный методологический подход влечет за собой значительное усложнение процедур оценки воздействия на окружающую среду, но это может окупиться уже в недалеком будущем, как возможность устойчивого развития целых регионов. Иллюстрацией могут служить громадные финансовые затраты на попытки рекультивации загрязненных фенолами земель в Тюменской области, а также потерь, связанных с утратой здоровья многими ее жителями (в т.ч. детьми) в результате питья загрязненной фенолами воды.

Виды вторичного загрязнения водных объектов

Вода является универсальным растворителем, в результате чего большинство загрязнителей рано или поздно поступают в водные объекты. Кроме того, в водной среде разнообразие физико-химических и биологических процессов выше по сравнению с другими среда (наземно-воздушной и почвенной). Это обуславливает разнообразие процессов вторичного загрязнения и представляет возможность их наиболее полного изучения на уровне ПТС. Существует три основных вида вторичного загрязнения водных объектов:

Физико-химическое вторичное загрязнение включает все случаи физической и химической трансформации (синтез, разложение) поступающих в водный объект протоагентов, с образованием более токсичных (экологически опасных) веществ. Следует вспомнить, что токсичность загрязнителя не является единственной характеристикой его экологической опасности (например, важными показателями являются его устойчивость во времени, подверженность процессам биологического самоочищения и др.).
Биодеградационное (биодеструкционное) вторичное загрязнение – образование экологически опасных продуктов в результате биологического, главным образом, микробиологического разложения веществ, попадающих в водный объект извне.
Эвтрофикационное вторичное загрязнение – заключается в нарушении баланса продукционных деструкционных процессов, в результате чего в водном объекте происходит образование и накопление экологически опасных компонентов среды (не только химических веществ, но и других образований, ведущих к его деградации). Подобное явление происходит вследствие различных видов эвтрофирования (химического, термического, дестратификационного). Экологически опасные компоненты среды, в данном случае, образуются несколькими путями:

при выделении токсичных экзометаболитов водорослей в периоды вспышек их массового развития («цветений вод», «красных приливов»);
при разложении неиспользованной в последующих звеньях трофической цепи синтезированной водными растениями массы органического вещества;
в результате образования токсичных веществ, например, сероводорода в среде с дефицитом кислорода, который интенсивно потребляется микроорганизмами в ходе деструкции органических веществ, накопившихся в водном объекте;
путем аккумуляции биогенных отложений (сапропелей и др.) из неиспользованных остатков растений и постепенного заболачивания водного объекта.

Граница между рассмотренными выше видами вторичного загрязнения на практике нередко трудно различима. Так, микробиологическому разложению практически всегда сопутствует разрушение того же субстрата в ходе физико-химических процессов. Биогены, обуславливающие эвтрофикационное вторичное загрязнение, поступают в водоем не только из внешних источников, но и образуются в ходе микробиологической деструкции органического вещества. Таким образом, во многих случаях выделение конкретного вида вторичного загрязнения скорее отражает преобладающую тенденцию, наблюдающуюся в водном объекте, и не отрицает одновременного существования других видов его вторичного загрязнения.

Более подробно данные вопросы рассматриваются в наших публикациях, которые можно скачать бесплатно и без регистрации на нашем сайте