Влияние выбрасываемых веществ на окружающую среду.

При рассмотрении влияния предприятия на окружающую среду, следует учитывать, что почти все загрязняющие вещества, которые первоначально попали в атмосфе­ру, в конечном итоге оказываются на поверхности суши и воды. Поэтому речь идет о загрязнении не только атмосферы, но и почвы и воды.

В выбросах предприятия содержатся диоксид серы (SO₂) и оксиды азота (NOx), которые легко вступают во взаимодействие с другими компонентами атмосферы, в частности с атмосферной влагой, с образованием серной (H₂SO₄) и азотной (HNO₃) кислоты, содержание которых в значительной степени снижает кислотность выпадающих осадков:

HO^• + SO₂ → HSO₃^•

HSO₃^• + O₂ → SO₃ + HO₂^•

SO₃ + H₂O → H₂SO₄

HO^• + NO₂ → HNO₃

Кислотные дожди наносят существенный урон объектам биосферы. Это касается в равной степени водных объектов, состояния почв, растительного и животного мира.

В зависимости от количества выпадающих осадков, их рН и систематичности выпадения, различной будет и степень воздействия на природные объекты.

Так при снижении рН наблюдается быстрое сокращение численности и видового разнообразия живых существ, массовая гибель рыб, теряется способность образовывать икру, а, следовательно, и способность к размножению, быстрое размножение кислотолюбивых мхов, нитчатых водорослей, которые вытесняют всю другую растительность.

Присутствующие в составе кислотных дождей SO₃^2- разрушают в значительной мере клеточные мембраны, что вызывает сбои и нарушения деятельности ряда ферментов, обеспечивающих нормальные условия существования растений. Это приводит к отмиранию целых участков листьев из-за нарушения механизма фотохимической фиксации СО₂.

 В целом почвенный покров территории, прилегающей к промплощадке

алюминиевого завода, характеризуется низкой буферной способностью обезвреживать поступающие техногенные загрязняющие вещества. Воздействие кислых растворов приводит к быстрой потере почвой обменных катионов кальция и магния, к повышенной миграционной активности алюминия и некоторых тяжелых металлов, снижению скорости минерализации органического вещества. Из этого следует, что значительное увеличение аэропромвыбросов кислой природы, в частности, диоксида серы и оксидов азота, может привести к появлению процессов деградации почвенного покрова. Это проявляется в гибели полезных микроорганизмов, в том числе азотфиксирующих, усыхании и гибели деревьев и травяного покрова.

Доля тяжелых металлов в общем количестве выбрасываемой технологической пыли составляет около 20%. Здесь обнаружены такие тяжелые металлы как Ванадий (V), Свинец (Pb), Алюминий (Al), Железо (Fe).

Часть техногенных выбросов тяжелых металлов, поступающих в атмосферу в виде аэрозолей, переносится на значительное расстояние и вызывает глобальное загрязнение. Другая часть с гидрохимическим стоком попадает в бессточные водоемы, где накапливается в водах и донных отложениях и может стать источником вторичного загрязнения. Соединения тяжелых металлов сравнительно быстро распространяются по объемам водного объекта. Частично они выпадают в осадок в виде карбонатов, сульфатов, частично адсорбируются на минеральных и органических осадках. В результате содержание тяжелых металлов в отложениях постоянно растет, и когда абсорбционная способность осадков исчерпывается, и тяжелые металлы поступают в воду, возникает особо напряженная ситуация. Этому способствует повышение кислотности воды, сильное зарастание водоемов, интенсификация выделения СО₂ в результате деятельности микроорганизмов.

Тяжелые металлы, поступающие на поверхность почвы, накапливаются в почвенной толще, особенно в верхних гумусовых горизонтах. Не смотря на то, что за последние 10 лет количество и концентрация выбросов тяжелых металлов не увеличивается, именно их свойство накапливаться и является причиной постоянного продолжающегося ухудшения качества почв.

Тяжелые металлы способны образовывать сложные комплексные соединения с органическим веществом почвы, поэтому в почвах с высоким содержанием гумуса они менее доступны для поглощения растениями. По сравнению с минеральными коллоидами, органическое вещество является лучшим сорбентом тяжелых металлов. Фульвокислоты образуют с металлами хелатные соединения, растворимые в широком диапазоне pH (в кислой, щелочной среде, но не в нейтральной), мигрирующие вниз по профилю. Комплексы металлов с гуминовыми кислотами малоподвижны, нерастворимы в кислой среде, что способствует накоплению тяжелых металлов в органогенном горизонте. Появляется иммобилизующий эффект органического вещества по отношению к тяжелым металлам.

Избыток влаги в почве способствует появлению тяжелых металлов в низкой степени окисления и в более растворимых формах. Анаэробные условия повышают доступность тяжелых металлов растениям.

До тех пор, пока тяжелые металлы прочно связаны с составными частями почвы и труднодоступны, их отрицательное влияние на почву и окружающую среду будет незначительным. Однако, если почвенные условия позволяют перейти тяжелым металлам в почвенный раствор, появляется прямая опасность загрязнения почв, возникает вероятность проникновения их в растения, а также в организм человека и животных, потребляющие эти растения.

Свинец отрицательно влияет на биологическую деятельность в почве, ингибирует активность ферментов уменьшением интенсивности выделения двуокиси углерода и численности микроорганизмов.                            Алюминий, растворимые соединения которого поглощаются корнями деревьев, вызывает алюминиевую болезнь, при которой нарушается структура тканей растений, оказы­вается для деревьев смертельной.

Из промышленных предприятий заводы по производству алюминия по вредоносности техногенных эмиссий составляют наиболее токсичную группу. О высокой загрязняющей способности говорят данные, что при производстве одной тонны алюминия выбрасывается 20≈40 кг фтора, обладающего наиболее высокой токсичностью для фотосинтезирующих организмов. Несмотря на высокую химическую активность фтора, его биогенная миграция чрезвычайно мала и значительно ниже, чем у других галогенов. Живое вещество в среднем содержит 5 мг/кг фтора. Рассчитанный коэффициент биофильности (отношение среднего содержания элемента в живом веществе к его среднему содержанию в литосфере) составляет 0,007.

Аккумуляция фтора зависит от наличия его подвижных соединений в окружающей среде и индивидуальных особенностей организма. В целом, естественное содержание фторидов в растениях, выросших вне зоны техногенного загрязнения, невелико. Среднее содержание его в различных органах растений колеблется от 0,1 до 5 мг/кг сухого вещества, однако может падать до значительно меньшего уровня. При проведении сравнительного анализа различных видов растений, произрастающих в зоне влияния завода и вне ее, обнаружено, что содержание фтора в органах растений может увеличиваться на три порядка. Такое высокое поглощение не может не сказаться на жизненном состоянии растительности. Видимые поражения листьев появляются при концентрации в воздухе менее 0,1 мг/м³.

В зоне распространения выбросов алюминиевых заводов в достаточно короткие сроки (в зависимости от буферной емкости отдельных растений и биогеоценоза в целом) наблюдается уменьшение прироста растений, усыхание чувствительных видов, что является следствием нарушения комплекса физиологических процессов.