Введение в экологическую химию - Скурлатов Ю.И.
NBSN 5-06-002593-4
Скачать (прямая ссылка):
Источники антропогенного химического загрязнения окружающей среды имеют, как правило, конкретный адрес. Это могут быть локализованные источники, например дымовые трубы или сточные воды предприятий, а могут быть и рассредоточенные сельскохозяйственные поля, городские территории. В силу миграции загрязнений в объектах окружающей среды они могут складываться от различных источников. В масштабах региона действие множества локальных источников можно рассматривать как один рассредоточенный источник.
Возможные формы и пути миграции загрязняющих веществ между различными природными системами представлены в табл. 11.
Таблица 11. Пути миграции загрязияюнщх веществ в окружающей среде
Природная среда
Возможная форма миграции загрязнения
Атмосфера - атмосфера
Атмосфера - гидросфера
Атмосфера - поверхность суши Атмосфера - биота
Гидросфера - атмосфера Гидросфера - гидросфера Гидросфера- поверхность суши (дно рек, озер) Гидросфера - биота
Поверхность суши - атмосфера
Поверхность суши - гидросфера 3-235
Перенос в атмосфере, характерный для большинства загрязняющих веществ
Осаждение атмосферных загрязнений на водную поверхность
Осаждение атмосферных загрязнений на земную поверхность (сушу)
Осаждение атмосферных ЗВ на поверхность растений с последующей ассимиляцией (внекорневое поступление загрязнений в биоту)
Испарение из воды в атмосферу
Перенос ЗВ в водных Системах
Переход из воды в почву (фильтрация, сорбция, осаждение на дно водоемов)
Переход из поверхностных вод в биоту (наземные и водные экосистемы, поступление в организм животных и человека с питьевой водой)
Переход с поверхности суши, почвы в атмосферу (выветривание, испарение, перенос пыли)
Смыв ЗВ с суши во время снеготаяния, с осадками, временными водотоками
65
Продолжение табл. 11
Природная среда Возможная форма миграции загрязнения
Поверхность суши - поверхность суши Поверхность суши - биота Биота - атмосфера Биота - гидросфера •
Биота - поверхность суши
Биота - биота Миграция в почве, ледниках, снежном покрове (проникновение загрязнений на разные глубины) Корневые поступления ЗВ в растительность Испарение из биоты
Попадание ЗВ из биоты в воду после гибели организма
Попадание ЗВ из биоты в почву с экскрементами и после гибели организма Миграция ЗВ по пищевым цепям
Все элементы биосферы в той или иной мере участвуют в процессах массопереноса загрязняющих веществ.
Миграция загрязняющих веществ на большие расстояния стала международной проблемой, поэтому большое значение имеет наблюдение (констатация) за распространением ЗВ и источниками их поступления в окружающую среду. Принципиальное значение имеют выявление путей миграции ЗВ, количественное описание скорости их распространения в окружающей среде, позволяющее осуществлять математическое моделирование процессов массопереноса и в' конечном итоге прогнозировать и регулировать уровень загрязнения окружающей среды в допустимых пределах.
Большое значение для оценки трансграничного воздушного переноса ЗВ на большие расстояния имеет математическое моделирование траектории движения воздуха с определением вдоль нее так называемого сухого или влажного выпадения ЗВ на землю. Под сухим понимается убыль примеси за счет ее взаимодействия с подстилающей поверхностью, под влажным — процесс захвата примеси облаками и осадками и осаждение вместе с дождем или снегом на почву. Конечно, достоверность долгосрочных прогнозов такого рода еще невелика, так как не решены гораздо более глобальные проблемы, например прогнозирование погоды. Тем не менее с помощью таких расчетов, анализируя чувствительность "решения" к вариации параметров модели в допустимых пределах, можно представить вероятностную картину влияния того или иного источника ЗВ на загрязнение окружающей среды.
Другой объект моделирования — миграция и трансформация загрязняющих веществ, в частности пестицидов, в системе почва — атмосфера — водные объекты — биота. Чисто эмпирические подходы к 66 прогнозу, здесь практически невозможны из-за многообразия физико-химических свойств ЗВ и условий внешней среды. Возникает необходимость построения физико-математических моделей процессов миграции и трансформации ЗВ с различным числом параметров, поддающихся экспериментальному определению. Для построения модели естественна попытка разделить всю совокупность процессов, протекающих в окружающей среде, на отдельные "блоки". Именно по такому пути и пошли создатели различных прогностических моделей. В основе этих моделей лежат представления о физических процессах массо-переноса ЗВ и о процессах их химической (биохимической) трансформации вдоль "траектории" миграции.
Физические процессы массопереноса делят на две группы. Первая группа — процессы, протекающие на границах раздела фаз: улетучивание ЗВ с границы раздела почва — атмосфера, испарение с границы раздела жидкость — атмосфера, процессы сорбции — десорбции растворенных веществ. Сюда же относятся эффекты биоконцеитрирования. Во вторую группу входят процессы массопереноса в пределах каждой из фаз (почва, вода, атмосфера). Для многих ЗВ с высокой летучестью основной вклад в миграцию в окружающей среде дает перенос с воздушными массами, т.е. определяется не прогнозируемыми пока с достаточной точностью метеоролическими факторами. Для слаболетучих соединений, растворимых в воде, массоперенос определяется движением с поверхностным водостоком, перемещением по почвенному профилю с восходящими или нисходящими потоками воды, а также течением реки шлщ перемешиванием, т.е. определяется гидродинамическими факторами. Нелетучие и водонерастворимые соединения могут долго находиться в почве и либо смываются поверхностным стоком в водоемы, либо постепенно проникают в глубинные слои почвы и в грунтовые воды.
