Katalog głównych zanieczyszczeń w środowisku

Wraz ze wzrostem liczby ludności na Ziemi i rozwojem przemysłu, wzrosła liczba zanieczyszczeń w środowisku. Obecnie tzw. zanieczyszczenia sztuczne, które w przeciwieństwie do naturalnych, są spowodowane działalnością człowieka, stały się problemem rangi ogólnoświatowej. Procesy antropogeniczne widoczne są w przekształceniach krajobrazu, co uwarunkowane jest procesami urbanizacyjnymi oraz intensyfikacją produkcji rolnej. Zniszczenie środowiska przyrodniczego szczególnie uwidacznia się w zanieczyszczeniu powietrza, wody i degradacji gleby. Jeszcze kilka wieków temu w środowisku dominowały zanieczyszczenia pochodzenia naturalnego. Źródłami zanieczyszczeń powietrza były wybuchy wulkanów, erozja skał, pożary lasów, pył kosmiczny. Z kolei zanieczyszczenie wód wynikało z obecności soli, gazów, drobnoustrojów, substancji organicznych i było często związane z wypłukiwaniem tych substancji ze skał i gleb. Wraz z rozwojem miast, gospodarczej działalności człowieka, ośrodków przemysłowych, do otoczenia zaczęto odprowadzać coraz więcej szkodliwych substancji. W największym stopniu środowisko zanieczyszczają emisje i odpady przemysłowe z fabryk i elektrowni. Na przestrzeni dziesiątek lat zmienił się zakres przestrzenny zanieczyszczeń - początkowo lokalny zasięg zyskał charakter globalny.

Zanieczyszczenia środowiska dzielimy głownie na :
- zanieczyszczenie powietrza

- zanieczyszczenie wody
- zanieczyszczenie gleby

Zanieczyszczenia powietrza

Do zanieczyszczeń powietrza należą:

1) gazy i pary związków chemicznych, np. tlenki węgla (CO i CO2), siarki (SO2 i SO3) i azotu, amoniak (NH3), fluor, węglowodory (łańcuchowe i aromatyczne), a także ich chlorowe pochodne, fenole;

2) cząstki stałe nieorganiczne i organiczne (pyły), np. popiół lotny, sadza, pyły z produkcji cementu, pyły metalurgiczne, związki ołowiu, miedzi, chromu, kadmu i innych metali ciężkich, ;

3) mikroorganizmy - wirusy, bakterie i grzyby, których rodzaj lub ilość odbiega od składu naturalnej mikroflory powietrza;

4) kropelki cieczy, np. kwasów, zasad, rozpuszczalników.

Źródła zanieczyszczeń powietrza:

a) źródła naturalne, do których należą:

• wulkany wydobywają się z nich m.in. popioły wulkaniczne i gazy (CO2 , SO2, H2S - siarkowodór i in.);

• pożary lasów, sawann i stepów (emisja CO2, CO i pyłu);

• bagna wydzielające m.in. CH4 (metan), CO2, H2S, NH3;

• gleby i skały ulegające erozji, burze piaskowe

• tereny zielone, z których pochodzą pyłki roślinne.

b) źródła antropogeniczne (powstające w wyniku działalności człowieka)

• energetyczne - spalanie paliw;

• przemysłowe - procesy technologiczne w zakładach chemicznych, rafineriach, hutach, kopalniach i cementowniach;

• komunikacyjne - głównie transport samochodowy, ale także kołowy, wodny i lotniczy;

• komunalne - gospodarstwa domowe oraz gromadzenie i utylizacja odpadów i ścieków (np. wysypiska, oczyszczalnie ścieków).

Wyżej wymienione zanieczyszczenia są odpowiedzialne za takie zjawiska jak :smog, kwaśne deszcze, dziura ozonowa ,efekt cieplarniany

Zanieczyszczenia wód

Najważniejsze czynniki zanieczyszczające wodę to:

- chlorki;

- azotany;

- siarczany;

- jony ciężkich metali;

- fosforany;

- substancje barwnikowe;

- fenole;

- pestycydy;

- substancje promieniotwórcze;

- detergenty.

- subst. Farmakologiczne- leki bardzo groźne - nie sa kontrolowane a przyczyniaja sie do tworzenia się tzw. super bakterii i wysokiej odporność, niektóre firmy wod mineralnych informuja o możliwość wystepowania tych związków w butelkach z woda na pólkach sklepowych. Bardzo ważną grupą substancji o potencjalnie szkodliwym działaniu dla środowiska są leki stosowane w medycynie i weterynarii. Antybiotyki i chemioterapeutyki mogą wykazywać działanie toksyczne w bardzo niskich stężeniach. Dodatkowo, ciągła ekspozycja bakterii nawet na niskie stężenia związków bakteriostatycznych może prowadzić do powstawania opornych szczepów mikroorganizmów. Leki mogą mieć też wysoką aktywność biologiczną wobec roślin. Stężenie toksyczne, powodujące 20% spadek wzrostu (EC₂₀) rzęsy drobnej (Lemna minor), w przypadku fluorochinolonów ciprofloksacyny, ofloksacyny i lomefloksacyny wynosi odpowiednio: 64, 100 oraz 370 μg/l.

Biorąc pod uwagę pochodzenie, zanieczyszczenia dzielimy na: - zanieczyszczenia komunalne; - zanieczyszczenia przemysłowe; - zanieczyszczenia rolnicze.

Zanieczyszczenia komunalne tworzą głównie ścieki miejskie, które powstają w wyniku działalności gospodarczej i bytowej człowieka. Są to przede wszystkim :

• odpady gospodarcze, wydaliny fizjologiczne zwierząt i ludzi,

• odpady szpitalne

• odpady z zakładów przemysłowych, łaźni, pralni.

Główne zanieczyszczenia ścieków przemysłowych to:

- sole ciężkich metali;

- zasady mineralne;

- kwasy mineralne;

- szkodliwe związki organiczne (składniki ropy naftowej, fenole, substancje barwnikowe);

- cyjanki

- wody chłodnicze w podwyższonej temperaturze.

Dużo szkód dla środowiska naturalnego wyrządzają:

• środki ochrony roślin, które są wypłukiwane z terenów uprawnych, m.in.

pestycydy dostające się do powierzchniowych wód są przyczyną wielu ograniczeń rozwojowych, a nawet mogą spowodować śmierć żyjących w nich organizmów.

• nawozy mineralne

Jest to bezpośrednia przyczyna zachodzenia eutrofizacji powierzchniowych wód oraz zanieczyszczeń wód gruntowych.

Zanieczyszczenia gleb

Zanieczyszczeniami gleb i gruntów są :

• wszelkie związki chemiczne

• pierwiastki promieniotwórcze,

• mikroorganizmy, które występują w glebach w zwiększonych ilościach.

• związki organiczne - pestycydy, detergenty

• metale ciężkie - ołów (Pb), miedź (Cu), rtęć (Hg), kadm (Cd), arsen (As) i inne

• sole - azotany, siarczany, chlorki

• subst. ropopochodne

Pochodzą m.in. ze:

• stałych i ciekłych odpadów przemysłowych i komunalnych,

• gazów

• pyłów emitowanych z zakładów przemysłowych (chemicznych, petrochemicznych, cementowni, hut, elektrowni itp.),

• gazów wydechowych silników spalinowych

• z substancji stosowanych w rolnictwie (nawozy sztuczne, środki ochrony roślin).

Zanieczyszczenia zmieniają gleby pod względem:

• chemicznym,

• fizycznym ,

• biologicznym

Skutki : Obniżają jej urodzajność, Powodują zmniejszenie plonów i obniżenie ich jakości, Zakłócają przebieg wegetacji roślin, Niszczą walory ekologiczne i estetyczne szaty roślinnej, Mogą powodować korozję fundamentów budynków i konstrukcji inżynierskich, np. rurociągów.

Zanieczyszczenia gleb mogą ulegać przeniesieniu do środowiska wodnego na skutek wymywania szkodliwych substancji. Powodują tym samym zanieczyszczenie wód.

Zanieczyszczenie środowiska - stan środowiska wynikający z wprowadzania do powietrza, wody lub gruntu, substancji stałych, ciekłych lub gazowych lub energii w takich ilościach i takim składzie, że może to ujemnie wpływać na zdrowie człowieka, przyrodę ożywioną, klimat, glebę, wodę lub powodować inne niekorzystne zmiany np. korozję metal
Oceny stanu środowiska dokonuje się w odniesieniu do stanu naturalnego bez względu na to, czy jego zmiany są spowodowane przez substancje lub oddziaływania, dla których ustalono poziom stężeń dopuszczalnych.

Inne Rodzaje zanieczyszczeń środowiska: Skażenia promieniotwórcze - to skażenie wody, gleby lub powietrza substancjami promieniotwórczymi, np. uranem powstałe przeważnie podczas awarii elektrowni jądrowej, wybuchu bomby atomowej, itp./Zanieczyszczenie hałasem - to zanieczyszczenie spowodowane dużą emisją hałasu przez urządzenia mechaniczne, np. samoloty, samochody, itp; jest typowe dla środowiska miejskiego/ Zanieczyszczenie krajobrazu - polega na zmniejszeniu wartości estetycznych otoczenia przez ingerencję człowieka, np. hałdy/Zanieczyszczenie światłem - to emisja światła, która przeszkadza przeważnie w żerowaniu zwierzętom

Wpływ zanieczyszczenia środowiska na zdrowie człowieka
W wyniku badań i obserwacji stwierdzono, że niektóre choroby lub dolegliwości ludzi mogą być związane z oddziaływaniem zanieczyszczeń powietrza atmosferycznego. Do schorzeń takich należą:

• choroby układu oddechowego: zapalenie błony śluzowej jamy nosowej, gardła, oskrzeli, nowotwory płuc

• zaburzenia centralnego układu nerwowego: bezsenność, bóle głowy, złe samopoczucie

• choroby oczu, zapalenie spojówek oka

• reakcje alergiczne ustroju

• zaburzenia w układzie krążenia, choroby serca

Znany jest także zakres i mechanizm oddziaływania poszczególnych składników zanieczyszczonego powietrza.

Zanieczyszczenia powietrza następują wskutek wprowadzenia do niego substancji stałych, ciekłych lub gazowych w ilościach, które mogą powodować szkodliwe oddziaływanie na klimat, glebę, wodę, zdrowie człowieka oraz innych organizmów żywych lub też powodować inne szkody w otaczającym nas środowisku.
Innym sposobem podziału zanieczyszczeń powietrza, jest ich podział ze względu na rodzaj substancji powodującej zanieczyszczenie: Głównymi składnikami zanieczyszczeń są gazy oraz pyły. Te pierwsze występują bardzo często w powietrzu, zwłaszcza w wielkich aglomeracjach miejskich. Tworzą je przede wszystkim związki siarki (dwutlenek siarki, trójtlenek siarki, siarkowodór) oraz związki azotu (tlenki azotu i azan), a także związki węgla, wśród których największą rolą odgrywają tlenki węgla (tlenek węgla (II) i tlenek węgla (IV)) oraz węglowodory (np. metan, etan, propan).

Charakterystyka najważniejszych związków chemicznych, powodujących zanieczyszczenie atmosfery:

Dwutlenek siarki(SO2) atakuje najczęściej drogi oddechowe i struny głosowe. Wdychanie SO₂  powoduje skurcze oskrzeli. Długotrwałe oddychanie powietrzem z zawartością SO₂ , nawet w niskich stężeniach, powoduje uszkodzenie dróg oddechowych, prowadzące do nieżytów oskrzeli częste przypadki tego schorzenia stwierdzono w badaniach epidemiologicznych mieszkańców miast o zanieczyszczonym powietrzu. Dwutlenek siarki, po wniknięciu w ściany dróg oddechowych, przenika do krwi i dalej do całego organizmu; kumuluje się w ściankach tchawicy i oskrzelach oraz wątrobie, śledzionie, mózgu i węzłach chłonnych. Duże stężenie SO₂ w powietrzu może prowadzić do zmian w rogówce oka. - Tlenek siarki (IV) - (SO₂), często nazywany dwutlenkiem siarki: Tlenek ten powstaje m.in. w czasie spalania związków chemicznych zanieczyszczonych siarką. Siarka stanowi częstą domieszkę paliw płynnych i stałych. Są one spalane w elektrociepłowniach, elektrowniach oraz silnikach spalinowych. Gaz ten jest bezbarwny, ale charakteryzuje się silnym, duszącym zapachem. Jest trucizną! Łatwo reaguje z wodą, tworząc kwas siarkowy (IV), będący jednym z głównych składników kwaśnych deszczy.

Tlenek węgla(CO) jest niezwykle groźny, ponieważ powoduje ciężkie zatrucia, a nawet śmierć organizmu. Przy zatruciach (zaczadzeniu) CO jest pochłaniany przez płuca, skąd przenika do krwi i łączy się trwale z hemoglobiną, tworząc karboksyhemoglobinę, niezdolną do przenoszenia tlenu. Ponieważ powinowactwo CO do hemoglobiny jest ok. 300x większe niż tlenu, następuje gwałtowne obniżenie zawartości oksyhemoglobiny i w konsekwencji niedotlenienie organizmu ( w szczególności mózgu i mięśnia sercowego). Objawami zatrucia tlenkami węgla są bóle i zawroty głowy, oszołomienie, duszności, nudności wymioty, przyspieszony oddech, kołatanie serca, a w końcu utrata przytomności. Po zatruciach możliwe są powikłania, nerwobóle, uszkodzenie ośrodkowego układu nerwowego, zmiany w czynnościach płuc i serca. Toksyczne działanie tlenku węgla na człowieka zależy od stężenia w powietrzu i czasu działania. - Tlenek węgla (II) - (CO):Tlenek węgla jest produktem niecałkowitego spalania węgla lub innych jego związków (np. węglowodorów zawartych ropie naftowej, czy gazie ziemnym). Jest szczególnie niebezpieczny, gdyż nie posiada zapachu, smaku, ani koloru, za to łatwo rozprzestrzenia się w powietrzu. - Tlenek węgla (IV) - (CO₂):Dwutlenek węgla, bo tak często nazywa się ten gaz jest podstawowym produktem ubocznym powstającym podczas spalania różnego rodzaju paliw (m.in. węgla kopalnego, ropy naftowej i gazu ziemnego). Dwutlenek węgla powstaje także w wyniku oddychania organizmów żywych, jest wydalany zarówno przez rośliny, jak i zwierzęta.W atmosferze występuje naturalnie i stanowi bezpośredniego zagrożenia, pod warunkiem, ze nie zostanie przekroczone jego dopuszczalne stężenie. W przypadku nadmiernej emisji tego gazu przez zakłady produkcyjne zostaje naruszona równowaga biologiczna, która negatywnie obija się na zdrowiu organizmów żywych.

Toksyczność tlenków azotu (NOx)jest różna, np. NO₂  jest czterokrotnie bardziej toksyczny niż NO. Toksyczne działanie dwutlenku azotu polega na ograniczaniu dotlenienia organizmu; obciąża on zdolności obronne ustroju na infekcje bakteryjne. NO₂działa drażniąco na oczy i drogi oddechowe, jest przyczyną zaburzeń w oddychaniu, powoduje choroby alergiczne, m.in. astmę - szczególnie u dzieci mieszkających w miastach narażonych na smog. Zarówno NO, jak i NO₂są prekursorami powstających w glebie rakotwórczych i mutagennych nitrozoamin. - Związki azotu:Do najważniejszych związków azotu, przyczyniających się do zanieczyszczenia środowiska zaliczamy tlenki azotu (NO, N₂O, NO₂, N₂O₃ i N₂O₅) oraz amoniak (NH₃). Szczególnie niebezpieczne są tlenki azotu (IV), tlenki azotu (V) i tlenki azotu (III), gdyż w zetknięciu z wodą reagują z nią z utworzeniem kwasów. Są więc substancjami przyczyniającymi się do powstawanie kwaśnych deszczy. Większość z tych związków występuje w przyrodzie naturalnie, jednak ich nadmiar szkodliwie odbija się na środowisku, m.in. przez skażenie powietrza amoniakiem.

Metale ciężkie (głównie Cd, Pb, Hg) odkładają się w szpiku kostnym, śledzionie i nerkach; uszkadzają układ nerwowy - hamują produkcję enzymów odpowiedzialnych za wytwarzanie energii w ośrodkowym układzie nerwowym; powodują anemie, zaburzenia snu, pogorszenie sprawności umysłowej, agresywność; mogą wywołać zmiany nowotworowe. Wśród metali ciężkich na uwagę zasługuje ołów. Największe jego ilości pochodzą z procesów spalania w przemyśle oraz procesów produkcyjnych (łącznie 65%). Ołów jest trucizną ogólnoustrojową, działa szkodliwie na układ nerwowy, nerki, a także może powodować bezpłodność. Wpływa hamująco na rozwój psychiczny dzieci, może wywoływać uszkodzenia mózgu.

Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA) wywołują ostre i przewlekłe zatrucia. W grupie węglowodorów aromatycznych duże zagrożenie stanowią benzopiren, ze względu na właściwości rakotwórcze. Obok WWA do groźnych zanieczyszczeń organicznych zaliczamy dioksyny i furany.

Dioksyny - chloroorganiczne związki aromatyczne toksycznością wielokrotnie przewyższające cyjanek potasu. Gromadzą się w środowisku, ale trudno je wykryć z racji nikłych stężeń. Są substancjami odpowiedzialnymi m.in. za powstawanie raka, zaburzenia funkcjonowania układu odpornościowego człowieka. Powodują m.in. uszkodzenie płodów, bezpłodność. Dioksyny są bardzo stabilne chemicznie i odporne na rozkład mikrobiologiczny, w środowisku zalegają przez wiele lat, krążąc we wszystkich ogniwach ekosystemu.

Pyły - bezpośrednie oddziaływanie pyłów zależy od wielkości cząsteczek. Niebezpieczne są pyły najdrobniejsze o wielkości cząstki do 5 mikrometrów, które z łatwością przenikają do większości organizmów. U ludzi osiadają na ściankach pęcherzyków płucnych i utrudniają wymianę gazową. Powodują podrażnienie naskórka i śluzówki, zapalenia górnych dróg oddechowych; wywołują choroby oczu, choroby alergiczne, astmę a także ciężkie schorzenia, jak pylica płuc oraz nowotwory płuc, gardła, krtani. Niektóre z wymienionych chorób mogą być powodowane obecnością w pyłach metali ciężkich i węglowodorów. /Pyły są tworzone przez cząstki (inaczej: ziarna) o wielkości rzędu 0,001 do 100 [µm]. Wszystkie pyły można podzielić ze względu na rodzaj stwarzanego przez nie zagrożenia:
- Pyły o działaniu toksycznym: Pyły takie powodują bardzo szybkie zatrucie organizmu. Ich składnikami SA najczęściej pyły metali ciężkich takich, jak: rtęć (Hg), kadm (Cd), arsen (As), cynk (Zn), ołów (Pb), pyły metali radioaktywnych oraz pyły azbestowe i fluorki.
- Pyły szkodliwe:Pyły takie działają pylicotwórczo lub uczulająco, często zmniejszają odporności na choroby zakaźne. Głównymi składnikami pyłów szkodliwych są: krzemionka (SiO₂), pyły glinokrzemianowe, pyły drewna, bawełny.
- Pyły neutralne:Spośród wszystkich pyłów, te najmniej oddziałują na środowisko, ale mimo to mogą podrażniać. Ich działanie polega na blokowaniu powierzchni ochronnej płuc. Do pyłów tych należy zaliczyć pyły żelaza, wapieni, gipsu i węgla.

Cyjanowodór i cyjanki działają silnie drażniąco na błony śluzowe i skórę. Łatwo się wchłaniają do organizmu przez błony śluzowe, drogi oddechowe, skórę i z przewodu pokarmowego. Przy ostrym narażeniu na cyjanowodór lub cyjanki proces zatrucia u ludzi przebiega w trzech fazach, charakteryzujących się nastepującymi objawami: duszności i podniecenie, drgawki oraz porażenie. Toksyczność cyjanków wynika z ich silnych właściwości kompleksotwórczych. Wiążą się one z atomami żelaza i miedzi obecnymi w cząsteczkach kluczowych enzymów na łańcuchu oddechowym powodując ich inaktywację. Cyjanki stosowane są do syntezy wielu związków chemicznych, m.in. akrylonitrylu, oraz jako surowiec wyjściowy do produkcji niektórych tworzyw sztucznych, nawozów sztucznych, barwników i leków. Stosuje się je także do czyszczenia, hartowania i rafinacji metali oraz otrzymywania złota i srebra z rud. Są też stosowane do fumigacji (odymiania), w galwanotechnice, przemyśle fotograficznym, a także do produkcji barwników i środków owadobójczych.

3. Choroby wywołane przez zanieczyszczenie atmosfery

Pylica

Jest to jedna z chorób zawodowych, w której pyły mineralne z takich materiałów jak azbest, boksyty, węgiel, talk lub wiele innych gromadzą się płucach i uszkadzają je powodując bliznowacenia upośledzające czynności oddechowe, co z kolei prowadzić może do wtórnej niewydolności serca, nowotworów płuc oraz do gruźlicy. Rodzaje pylicy zależą od wchłanianego materiału i dzielą się na: pylicę azbestową, węglową, żelazową, wapniową, talkową, żelazową i krzemową (krzemicę) oraz bawełnianą. Badania pomagające stwierdzić stan chorego to badanie rentgenowskie klatki piersiowej, tomografia komputerowa lub bronchoskopia. Objawami tej choroby są duszności, uczucie ciasnoty w klatce piersiowej i kaszel. Nasilają się one w miarę przyswajania pyłu.

Astma

Astma (ściślej - astma oskrzelowa) jest chorobą, której istotą jest stan zapalny prowadzący do ograniczenia przepływu w drogach oddechowych (na skutek skurczu oskrzeli i gromadzenia się w nich gęstego śluzu), powodującego nawroty świszczącego oddechu, duszności, uczucia ściśnięcia klatki piersiowej i kaszlu, głównie w nocy i nad ranem. Klinicznie astma przebiega na ogół napadowo, będąc z patofizjologicznego punktu widzenia przewlekłą chorobą zapalną. W dużej mierze ma ona podłoże alergiczne, zwłaszcza u dzieci. Leczenie polega na podawaniu leków zmniejszających proces zapalny (najczęściej w postaci leków wziewnych) w celu likwidacji lub zmniejszenia częstości występowania objawów skurczu oskrzeli. Astma w ciężkiej postaci wymaga hospitalizacji.

Alergie

Mówiąc o alergiach mamy na myśli zespół chorób, które są spowodowane przez nieprawidłowa lub nadmierną reakcję organizmu na alergeny szeroko rozpowszechnione w środowisku. Do najbardziej popularnych rodzai alergii zaliczamy pyłkowicę, która jest alergią sezonową Objawy tej alergii najczęściej są wywoływane przez przenoszone powietrzem pyłki roślin (drzew, traw, chwastów). Te mikroskopijne ziarenka są niezbędne do rozmnażania wielu gatunków roślin. Ich średnica nie przekracza 50 mikronów, jest więc mniejsza od średnicy ludzkiego włosa. Najczęściej objawia się napadami kichania i lejącym wodnistym katarem występującym w kontakcie z pyłkami roślin lub zarodnikami grzybów. Katarowi często towarzyszą objawy ze strony spojówek (oczu) w postaci świądu, światłowstrętu i uporczywego łzawienia. U części osób uczulonych mogą wystąpić w sezonie objawy astmy oskrzelowej -mówimy wówczas o astmie sezonowej. Zapobieganie chorobom alergicznym od dziesięcioleci znajduje się w centrum zainteresowań alergologów i ich pacjentów. Odkąd stwierdzono możliwość rodzinnego występowania alergii i astmy zwrócono szczególną uwagę na dzieci rodziców chorych na astmę oskrzelową lub inne choroby alergiczne. Nie istnieje ustalona metoda zapobiegająca wystąpieniu chorób alergicznych, ale w przypadku ich występowania rodzinnego możliwe jest podjęcie działań, które zmniejszą ich częstość lub pozwolą w ogóle im zapobiec.

Skutki zanieczyszczania gleb

Zanieczyszczenia zmieniają gleby pod względem chemicznym, fizycznym i biologicznym. Szkodliwe substancje zmieniają w znaczny sposób odczyn gleb. Zwiększone zakwaszenie lub alkalizacja gleb negatywnie wpływa na stan mikrofauny i mikroflory glebowej. Na skutek tego zmniejsza się szybkość rozkładu organicznych szczątek roślinnych i zwierzęcych i tworzenia humusu. Ograniczony rozwój bakterii azotowych powoduje zmniejszenie tempa nitryfikacji (utlenianie NH3 do NO2-, głównie przez bakterie z grupy Nitrosomonas) i denitryfikacji (redukcja azotanów do NH3 lub azotu cząsteczkowego N2, najczęściej przez bakterie z grupy Pseudomonas lub Nitrocallus). Zmniejsza się ich wartość użytkowa. Gleby o zmienionym odczynie stają się mniej urodzajne, co ujawnia się w zmniejszonej ilości i jakości plonów. Na zmniejszenie odczynu pH gleby (zwiększenie kwasowości) mają wpływ również tzw. kwaśne deszcze, będące konsekwencją nadmiernego zanieczyszczania powietrza atmosferycznego. Na nadmierną alkalizację gleb wpływa niewłaściwe wapnowanie oraz zanieczyszczenia pyłowe Bardzo groźnymi dla roślin zanieczyszczeniami gleb są azotany. Powodują one znaczne zmniejszenie odporności roślin na choroby i szkodniki. Rośliny pochodzące z zanieczyszczonych terenów zawierają toksyczne substancje. Po spożyciu mogą więc powodować u ludzi zatrucia pokarmowe. Zanieczyszczenia gleb mogą ulegać depozycji do środowiska wodnego na skutek wymywania szkodliwych substancji. Powodują tym samym zanieczyszczenie wód

Ochrona i rekultywacja gleb

Aby nie dopuścić do całkowitego zniszczenia gleb, powinniśmy zacząć przeciwdziałać pogarszaniu stanu gleb i gruntów na skutek działalności człowieka. Gleby zdewastowane na skutek działalności człowieka należy rekultywować - przywrócić im dawną funkcję biologiczną i wartość użytkową. Degradacja gleb może zostać ograniczona w wyniku przeprowadzenia odpowiednich zabiegów agrotechnicznych. Aby przywrócić glebie jej pierwotną zawartość składników mineralnych w naturalnych proporcjach, należy uzupełniać niedobory ważnych dla życia pierwiastków. W celu niedopuszczenia do nadmiernego zakwaszania gleb, należy odpowiednio korygować odczyn pH gleby, np. poprzez wapnowanie. Obecnie w Polsce około 80% gleb wymaga stałego wapnowania. Gleby całkowicie zniszczone przez przemysł mogą zostać odtworzone poprzez pokrycie ich powierzchni grubą warstwą próchnicy lub warstwą nietoksycznych odpadów. Jednak w przypadku gleb silnie zanieczyszczonych substancjami toksycznymi nie wystarczy już tylko pokrycie ich powierzchni nową warstwą. Takim glebom można przywrócić ich dawną wartość użytkową jedynie w wyniku dość kosztownej neutralizacji za pomocą odpowiednich środków chemicznych. Formą ochrony gleb może być również właściwa lokalizacja dróg i innych szlaków komunikacyjnych względem żyznych, urodzajnych gleb. Od roku 1995 wszystkie grunty rolne i leśne chronione są specjalną ustawą mającą na celu zapobieganie negatywnym wpływom miast i działalności przemysłowej.

1. Zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego

Powietrze atmosferyczne stanowi bezbarwną oraz bezwonną mieszaninę gazów. Najważniejszymi składnikami powietrza są:
- azot (N₂) - stanowi aż 78 % objętości gazów zawartych w powietrzu
- tlen (O₂) - jest go w powietrzu ok. 21 %
- dwutlenek węgla (CO₂) - ok. 0,3 %
- gazy szlachetne
- para wodna
- różnego rodzaju zanieczyszczenia oraz pyły.
Kolejnym sposobem podziału zanieczyszczeń, jest ich podział ze względu na źródła, które te zanieczyszczenia emitują:
- punktowe źródła emisji - zaliczamy do nich przede wszystkim wielkie zakłady przemysłowe, które emitują pyły, dwutlenek węgla, tlenki azotu, tlenki siaki oraz metale ciężkie.
- powierzchniowe źródła emisji (inaczej: rozproszone) - zalicza się do nich nieduże zakłady przemysłowe, drobne kotłownie, a także domowe paleniska. Emitują głównie różnego rodzaju pyły oraz dwutlenek siarki.
- liniowe źródła emisji - są tworzone głównie przez zanieczyszczenia komunikacyjne. Zaliczamy do nich tlenki azotu, tlenki węgla oraz metale ciężkie.

Niekorzystne zjawiska związane z zanieczyszczeniem atmosfery:

1. Smog
   Smog jest inaczej nazywany mgłą inwersyjną. To szczególnie niebezpieczny rodzaj zanieczyszczenia środowiska, powstający w wyniku połączenia dymu z cząsteczkami wody zawartymi w atmosferze w postaci mgły lub pary wodnej. Klasycznymi przykładami smogów są smogi typu "Los Angeles", powstające w klimacie tropikalnym lub subtropikalnym. Inna nazwa tego rodzaju smogu to smog fotochemiczny. Tworzy się głównie ze spalin samochodowych. Ten typ smogu występuje okresowo od lipca do października. Przy temperaturze wahającej się w granicach 24 do 35 [ºC] potrafi ograniczyć widoczność nawet do 0,8 [km]. Jego niekorzystne działanie polega głównie na zmniejszeniu odporności organizmu na choroby.
   Innym rodzajem smogu, jest smog typy : "London", nazywany inaczej smogiem siarkowym. Występuje całorocznie, nawet w zimie przy ujemnej temperaturze. Powstaje on w wielkich aglomeracjach miejskich, znajdujących się pod wpływem klimatu umiarkowanego, w wyniku spalania węgla. Potrafi ograniczyć widoczność nawet do kilkunastu metrów. Objawami, jego negatywnego działania są liczne zachorowania, a nawet zgony wśród ludzi i zwierząt. W roku 1952 z powodu utrzymującego się smogu w Londynie w przeciągu 6 dni zmarło aż 4000 osób.

2. Kwaśne deszcze:
   Kwaśnymi deszczami określa się opady atmosferyczne (np. śnieg, deszcz, grad) zawierające m.in. produkty przemian tlenków azotu, dwutlenku siarki oraz dwutlenku węgla. W trakcie procesu wymywania dwutlenku siarki oraz tlenków azotu z atmosfery, następuje szybkie utlenianie tych związków, które w połączeniu z wodą docierają na powierzchnie ziemi w postaci bardzo rozcieńczonych kwasów. Kwaśne opady przyczyniają się do zakwaszenia gleby i wód powierzchniowych. Wywierają negatywny wpływ na rozwój roślin, szczególnie na drzewa. Przykładami mogą być nieodwracalnie zniszczone przez kwaśne deszcze lasy w Karkonoszach. U ludzi w skrajnych przypadkach mogą powodować poparzenia skórne oraz podrażnienia. Ponad to bezpowrotnie niszczą budowle wykonane głównie z piaskowca oraz wapienia (szczególnie niebezpieczne jest to dla zabytków). Obecna nowoczesna technologia potrafi sobie poradzić z tymi problemami. Buduje się specjalne instalacje, które wyłapują owe tlenki, z emitowanych przez fabryki i inne zakłady gazów i spalin. Powinno się także, w celu ochrony środowiska korzystać z oczyszczanych (odsiarczanych) paliw.

3. Efekt cieplarniany
   Efektem cieplarnianym nazywa się zjawisko ocieplania klimatu ziemi, na skutek zatrzymywania pewnej ilości ciepła emitowanego do atmosfery głównie przez elektrociepłownie oraz inne kłady przemysłowe. Efekt ten jest spowodowany wzrostem zawartości w atmosferze gazów cieplarnianych, nazywanych tez szklarniowymi. Do gazów tych zaliczamy: dwutlenek węgla, freony, podtlenek azotu, metan. Gazy te, z jednej strony przepuszczają widoczne dla ludzkiego oka pasmo fal słonecznych, z drugiej absorbują promieniowanie podczerwone (cieplne), zapobiegające w ten sposób ucieczce ciepła atmosferycznego w kosmos.
   Proces ten jest podobny do procesu, jaki zachodzi w szklarni lub pozostawionym na słońcu, zamkniętym samochodzie. Wzrost zawartości dwutlenku węgla oraz innych gazów cieplarnianych może podwyższyć temperaturę ziemi do niebezpiecznego poziomu, przy którym zaczną następować zmiany klimatu. Skutkiem tego mogą być zmiany w globalnej strukturze i intensywności opadów na świecie. Szacuje się, że wzrost średniej rocznej temperatury o ok. 3 [ºC] doprowadzi do topnienia lodowców na biegunach, a w konsekwencji spowoduje podwyższenie się poziomu mórz i oceanów, które zaczną zatapiać wiele nizinnych obszarów lądu. Na proces ten ma także wpływ wycinanie lasów i pożary sawanny. Nie bez znaczenia są także uprawy ryżu i hodowla bydła, która przyczynia się do wzrostu w atmosferze stężenia metanu oraz dwutlenku węgla.

4. Dziura ozonowa
   Dziura ozonową nazywa się zjawisko związane z ubytkiem ozonu w ozonosferze. Proces ten następuje na skutek reakcji ozonu ze związkami chemicznymi, reagującymi z nim. Do substancji o takim działaniu można zaliczyć: fluoropochodne i chloropochodne węglowodorów (tzw. freony) ora tlenek azotu (II). Związki te są stosowane do produkcji urządzeń chłodniczych, tworzyw sztucznych oraz aerozoli. Przy powierzchni ziemi oraz w troposferze zachowują się neutralnie. Dopiero w stratosferze (na wysokości ok. 40 -50 [km] nad powierzchnią ziemi), pod wpływem promieniowania ultrafioletowego związki te ulegają rozpadowi na wolne rodniki, które staja się katalizatorami rozpadu ozonu na dwuatomowe cząsteczki tlenu. Rodniki te działają jak katalizatory, same potrafią się odbudować po przeprowadzonej reakcji i niszczyć kolejne cząsteczki ozonu. Szacuje się, że jeden atom chloru potrafi zniszczyć 105 cząsteczek ozonu.
   W ten sposób następuje spadek stężenie ozonu i tworzenia się tzw. dziur ozonowych. Konsekwencją tego jest zwiększenie natężenia promieniowania ultrafioletowego, które jest zabójcze dla organizmów żywych. Skutki to m.in. wzrost zachorowania na raka skóry i choroby oczu oraz liczne mutacje genetyczne. Nadmiar promieniowania ultrafioletowego może się odbić niekorzystnie na całych systemach ekologicznych, gdzie wyłączenie jednego ogniwa w łańcuchu troficznym spowoduje zachwianie równowagi biologicznej.
   Z tego względu została podpisana w roku 1985 tzw. Konwencja Wiedeńska, która nakazała eliminację używania freonów (dotychczas powszechnie stosowanych w aerozolach oraz środkach gaśniczych) i zastępowanie ich innymi substancjami, nie będącymi szkodliwymi dla środowiska. Sam problem tworzącej się dziury ozonowej zaobserwowano w roku 1982. Zespół badawczy, pod przewodnictwem dr Joe'a Formana w trakcie pracy na Antarktydzie odkrył zanik części warstwy ozonowej w części świata. Niestety początkowo zbagatelizowano ta sytuację. Programy komputerowe używane przez NASA, nie potwierdziły tego odkrycia, dlatego nie podjęto odpowiednich działań. W pięć lat później stężenie ozonu nad Antarktyda oceniano na ok. 50% mniejsze, niż w chwili odkrycia jej przez dr Formana. Według Światowej organizacji zdrowia, zanieczyszczenie powietrza należy do najbardziej niebezpiecznych zanieczyszczeń środowiska. Ze względu na ich łatwą przenikliwość potrafią oddziaływać na niemal wszystkie części środowiska naturalnego, w tym wodę i gleby. Toksyczne działanie zanieczyszczeń może powodować w wady rozwojowe roślin i zwierząt. Efektem długo utrzymujących się zanieczyszczeń mogą być nawet zmiany klimatyczne.

2. Zanieczyszczenia wód:

Woda stanowi najbardziej rozpowszechniony związek chemiczny na ziemi. Jest związkiem o podstawowym, decydującym znaczeniu dla życia organizmów, czyli także dla człowieka. Całkowita ilość wody występująca w przyrodzie jest stała. Dzięki właściwości występowania w trzech różnych stanach skupienia - w postaci cieczy, pary wodnej i lodu, woda podlega ciągłemu, nieustającemu obiegowi. Większość wody jest zgromadzona w morzach i oceanach (stanowi ok. 94 5 całej ilości wody na ziemi). Wody podziemne stanowią 4, 34 %, lodowce zawierają ok. 1,65 %, natomiast woda zawarta w rzekach i jeziorach to niespełna 0,01 %. Parowanie wody odbywa się zarówno z powierzchni wód, jak i z gleby i żywych organizmów, w szczególności roślin.

Użytkowanie zasobów wodnych: Do głównych użytkowników wody można zaliczyć przemysł, rolnictwo i leśnictwo, a także gospodarkę komunalną. W przemyśle (przede wszystkim w hutnictwie, górnictwie oraz energetyce) woda jest wykorzystywana w procesach technologicznych, jako nośnik energii, środek komunikacji oraz bariera ochronna , czy środek gaśniczy. W rolnictwie wodę zużywa się do nawadniania gruntów, zraszania upraw oraz dla zwierząt hodowlanych. Pobór wody jest związany z liczbą ludności w miastach i rozwojem sieci wodociągowych.
Do zanieczyszczeń wód możemy zaliczyć zanieczyszczenia naturalne (np. zasolenie, zanieczyszczenie humusem, związkami żelaza) oraz zanieczyszczenia sztuczne, inaczej nazywane antropogenicznymi, które są związane z działalnością człowieka.

Zanieczyszczenia dzielimy na:
- zanieczyszczenia biologiczne - są to zanieczyszczenia spowodowane obecnością drobnoustrojów w wodzie. Do drobnoustrojów tych można zaliczyć: bakterie, wirusy, grzyby i pierwotniaki.
- zanieczyszczenia chemiczne - są to zanieczyszczenia spowodowane zmianami składu chemicznego i odczynu pH wody. Zmiany mogą następowa pod wpływem olei, smarów, ropy naftowej, benzyny, nawozów, detergentów, silnych kwasów, zasad, fenoli, krezoli, soli metali ciężkich i innych.

Do najgroźniejszych zanieczyszczeń wód zaliczamy te związki chemiczne , które są odporne na rozkład biologiczny i przez to trwale utrzymują się w środowisku wodnym.

Wśród najbardziej niebezpiecznych i rozpowszechnionych zanieczyszczeń wyróżniamy:
1. Detergenty to substancje czyszczące, których działanie polega na osłabieniu siły wiązania cząstek brudu z podłożem. Stanowią podstawowy składnik środków piorących i myjących, stosowanych powszechnie w gospodarstwach domowych oraz wykorzystywanych przez przemysł (m.in. papierniczy, tekstylny, farbiarski, gumowy, tekstylny). Detergenty są substancjami bardzo trwałymi i nie ulęgają biodegradacji. Ich ilość w ściekach stale wzrasta i wpływa na zahamowanie procesów samooczyszczania się wody. Działają też toksycznie na organizmy żywe.
2. Pestycydy to substancje chemiczne wykorzystywane głównie przez rolnictwo do opryskiwania roślin. Do wody przedostają się głównie przez spłukiwanie ich z roślin, a następnie wymywanie z gleby i spłukiwanie wraz ze ściekami zakładów produkujących te związki. Są szkodliwe ze względu na długi czas rozpadu oraz zdolności kumulowania się w środowisku oraz łatwość wchodzenia w szeregi troficzne. Zanieczyszczenia pestycydami są trudne do usunięcia w procesie uzdatniania wody pitnej.
3. Węglowodory aromatyczne dostają się do wód powierzchniowych ze ściekami z koksowni, z gazami oraz z rozpuszczalnikami. Są słabo rozpuszczalne w wodzie i trudno ulegają biodegradacji, kumulując się w osadach dennych oraz w tkance tłuszczowej zwierząt wodnych. Działają rakotwórczo.
4. Fenole to związki aromatyczne, należące do najbardziej uciążliwych składników ścieków. Do wód dostają się wraz ze ściekami komunalnymi i przemysłowymi (np. wytwórnie tworzyw sztucznych). Naturalnym źródłem fenoli w wodach jest biologiczny rozkład obumarłych organizmów. W wodzie ulęgają biodegradacji, jednak zanieczyszczona nimi woda ma odrażający smak, a ryby w niej żyjące nie nadają się do spożycia.
5. Metale ciężkie, takie jak ołów, rtęć, chrom, czy kadm dostają się do wód wraz ze ściekami przemysłowymi, z odpadami z hałd hutniczych. Mają zdolność do kumulowania się w osadach dennych i wchodzenia w szeregi troficzne. Zanieczyszczenia nimi powodują zachwianie równowagi biologicznej, gdyż są toksyczne dla organizmów wodnych, jak i dla ludzi spożywających zatrutą nimi wodę. Mogą powodować trwałe i nieodwracalne uszkodzenia różnych narządów.

3. Zanieczyszczenia gleb

Jakość gleby zależy od właściwości skały macierzystej, klimatu, rzeźby terenu, roślinności, mikroflory, a wreszcie i działalności człowieka. Jednym z wielu czynników deformacji środowiska przyrodniczego i widocznego już zagrożenia dla życia ziemi są nasilające się procesy degradacji gleb, czyli pomniejszenie lub zniszczenie ekologicznej i produkcyjnej wartości gleby. Stopniowy spadek zawartości próchnicy , zakwaszenie, zasolenie, ubytek składników pokarmowych, zanieczyszczenia chemiczne to formy degradacji gleb.

Głównymi źródłami zanieczyszczeń gleb są zakłady przemysłowe, które emitują pyły, zawierające metale ciężkie oraz gazy, których składnikami są związki siarki, związki azotu, związki węgla, a także chlor i fluor. Podobnie transport, szczególnie transport samochodowy zanieczyszcza glebę i rośliny związkami ołowiu i węglowodorami pochodzącymi ze spalin. Substancje ta działają na organizmy żyjące rakotwórczo. Duży udział w zanieczyszczeniu gleby ma rolnictwo, które w skutek postępującej chemizacji upraw (nawozy sztuczne, środki ochrony roślin) pomniejsza często żyzności gleby oraz pogarsza jakość żywności i paszy.

Skutki zanieczyszczeń gleb:
Prawidłowy rozwój człowieka jest uzależniony od struktury i składu gleby, która z pożywieniem roślinnym i zwierzęcym dostarcza mu odpowiednich ilości wysokokalorycznych składników odżywczych, witamin, substancji mineralnych, niezbędnych do budowy i prawidłowego funkcjonowania organizmów. Razem z pożywieniem człowiek pobiera składniki korzystne, jak i niekorzystne dla swego rozwoju. Ekologiczne skutki chemizacji gleby dotyczą nie tylko człowieka, ale całego świata organicznego, czyli roślin, zwierząt i innych organizmów żywych. Zanieczyszczenia gleb przyczynia się do następujących zjawisk:
- skażenia wszystkich ogniw łańcucha pokarmowego przez kumulacją substancji toksycznych w roślinach, które stanowią pierwsze ogniwo tego łańcucha.
- eutrofizację wód przez przemieszczane się środków chemicznych z gleby do wody.
- hamowanie rozwoju organizmów oraz niszczenie szaty roślinnej przez zakwaszenie gleby.
- liczne i często bardzo ciężkie schorzenia u ludzi, zwierząt, a także roślin, które są wywołane przez zatrucie gleby nadmiarem nawozów mineralnych.

Dziś coraz większą wagę przywiązuje się do przetwarzania odpadów i recyklingu. Duża część odpadów przemysłowych wykorzystuje się wtórnie w procesie produkcyjnym. Niestety, nadal ogromne ilości odpadów składuje się coraz liczniejszych wysypiskach śmieci. Niektóre odpady są na tyle niebezpieczna dla środowiska i organizmów w nim żyjących, iż składuje się je w odpowiednich warunkach. Niestety wiele substancji przyczyniających się do zanieczyszczenia środowiska nie ulega biodegradacji, czyli naturalnemu procesowi oczyszczania, polegającemu na biochemicznym rozkładzie substancji organicznych na związki prostsze dzięki działalności mikroorganizmów, takich jak pierwotniaki, grzyby, glony, czy bakterie. Obecnie coraz częściej stosuje się monitoring środowiska, polegający na obserwacji rozwoju zanieczyszczenia środowiska na danym terenie oraz ewentualnego jego przemieszczania się, bądź kumulowania.

Nadmierne zakwaszenie

Nadmierne zakwaszenie - powoduje ograniczenie oraz zahamowanie rozwoju mikroorganizmów, utratę zdolności przyswajania składników pokarmowych, a przy dużym zakwaszeniu niszczy młode tkanki roślin. Gleby zakwaszone nie nadają się do uprawy większości roślin jadalnych. Zakwaszenie gleby jest wynikiem zachodzących w niej procesów rozkładu substancji organicznych, procesów życiowych roślin, których produktami są kwasy organiczne i nieorganiczne, nitryfikacji oraz hydrolizy soli glinu i żelaza (np. chlorku glinu AlCl3).

Zanieczyszczenie gleby pestycydami

Środki ochrony roślin mogą również oddziaływać destrukcyjnie na gleby. Pestycydy dostają się do gleby w wyniku wysiewania zaprawionych nasion, opylania lub opryskiwania roślin uprawnych oraz ich spłukiwania z roślin po deszczu. Preparaty te po spełnieniu swojej roli nie zanikają całkowicie, lecz kumulują się w glebie, hamując procesy mikrobiologiczne takie jak oddychanie, nitryfikację i mineralizację związków organicznych. Stosowane w nieodpowiednich ilościach, proporcjach czy terminach nawozy mineralne mogą również powodować zakłócenia we właściwym funkcjonowaniu gleby. Groźne zanieczyszczenie gleby stanowią występujące w nadmiarze azotany, których źródłem jest nadmierne nawożenie gleb azotem, zanieczyszczona atmosfera lub ścieki. Azotany opóźniają dojrzewanie roślin zmniejszając ich odporność na choroby, szkodniki i wyleganie, powodują zanik przyswajalnej miedzi. Rośliny pochodzące z zanieczyszczonych terenów zawierają toksyczne substancje. Dlatego po spożyciu mogą szkodzić zdrowiu ludzi i zwierząt.

Zanieczyszczenie gleby przez zasolenie

Polega ono na stopniowym gromadzeniu się soli w postaci chlorku sodu i siarczanów w wierzchniej warstwie gleby, powodujący zły wzrost lub zanik wielu roślin. Zasolenie gleb narusza równowagę kationową i utrudnia pobieranie składników pokarmowych przez rośliny. Zasolenie powodowane jest sztucznym nawadnianiem gleb przez wody cieków zawierające znaczne ilości rozpuszczonych soli oraz przez odpady (np. odpady paleniskowe, hutnicze, wapno posodowe, fosfogipsy) i ścieki niektórych gałęzi przemysłu.

Zanieczyszczenia gleby produktami ropopochodnymi

Może spowodować wyłączenie gleby z aktywności biologicznej na 10-15 lat. Przesycenie gleb tymi produktami niszczy drobnoustroje glebowe i roślinne, w glebie powstaje niedostatek tlenu.

---