ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
На всех этапах своего развития человек тесно связан с окружающим миром. С возникновением высокоиндустриального общества вмешательство человека в природу резко усилилось, стало опасным и грозит в ближайшем будущем превратиться в глобальную угрозу для человечества. Если в 1970 г. общий объем загрязняющих природную среду отходов производства составлял 40 млрд тонн, то в 2010 г. он увеличился в 3 раза. Объем загрязненной воды возрос за это время в 10 раз. Суммарная площадь территорий с острой экологической ситуацией в настоящее время в 17 раз превосходит площадь природных заповедников и заказников. Экономический ущерб от загрязнения природы равен примерно половине национального дохода России.
Зонами чрезвычайной экологической ситуации являются такие участки территории, на которых в результате хозяйственной или иной деятельности происходят устойчивые отрицательные изменения в окружающей природной среде, состоянии естественных экологических систем, генетических фондов растений и животных. Зонами экологического бедствия признаются такие территории, на которых в результате хозяйственной или иной деятельности произошли глубокие необратимые изменения окружающей природной среды, повлекшие за собой существенное ухудшение здоровья населения, природного равновесия, разрушения естественных экологических систем, деградация флоры и фауны.
Чрезвычайные ситуации экологического характера возникают вследствие природных и/или техногенных чрезвычайных ситуаций и по характеру явлений подразделяются на четыре основные группы:
изменения состояния суши (загрязнение и деградация почв, эрозия, заболачивание, опустынивание);
изменение свойств воздушной среды (недостаток кислорода, выброс вредных и радиоактивных веществ в атмосферу, кислотные дожди, шумы, разрушение озонового слоя);
изменение состояния гидросферы (истощение и загрязнение водной среды);
изменение состояния биосферы (нарушение равновесия в природе — гибель растений, животных, загрязнение биосферы).
1. ИЗМЕНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ СУШИ Загрязнение почв. Почвой называется рыхлый плодородный поверхностный слой земной коры, представляющий собой комплекс минеральных и органических частиц, заселенный огромным количеством микроорганизмов, простейших, беспозвоночных (червей, нематод) и насекомых.
Важнейшей составной частью почвы, определяющей ее плодородие, является гумус (от лат. gumus — земля, почва), или перегной, образовавшийся в результате разложения органических остатков и содержащий элементы питания растений. Гумус не загнивает, не выделяет зловонных газов, не привлекает мух и не содержит болезнетворных микробов. Процесс почвообразования сложен и длителен.
Разрушение почвенного покрова происходит в связи с водной и ветровой эрозией (от лат. erosio — разъедание), ускоряемой нерациональными системами землепользования, когда образуются так называемые «нарушенные» земли в процессе горных работ и строительства, а также в результате загрязнения.
Почва загрязняется твердыми и жидкими бытовыми, сельскохозяйственными и промышленными отходами. Кроме того, вредные химические вещества накапливаются в почве вокруг предприятий, выбрасывающих в воздух неочищенные газы, химические и радиоактивные соединения. Так могут сформироваться целые техногенные и геохимические провинции, неблагоприятные для проживания населения. Наконец, загрязнение почвы может происходить в результате внесения в нее химических удобрений и ядохимикатов в избыточных количествах или применения препаратов, устойчивых к разложению, например ДДТ.
Перегрузка почвы нечистотами, органическими отбросами и химическими веществами замедляет ее самоочищение. При этом создаются условия для развития гнилостной анаэробной микрофлоры, в результате жизнедеятельности которой образуются зловонные продукты, загрязняющие атмосферный воздух. Такие интенсивные, неприятные запахи нередки в районах городских свалок, становящихся также местами размножения грызунов и выплода мух.
Количество бытовых отходов возрастает по мере повышения жизненного уровня. Одной из причин роста бытовых отходов стало широкое развитие торговли с самообслуживанием, потребовавшее большого количества упаковочных материалов. Среди последних имеется немало таких, которые не утилизируются и не разрушаются почвенными микроорганизмами. Пластмассовые стаканчики, пластиковые пакеты и пленки для своего разрушения требуют более 20 тысяч лет.
Бытовые отходы могут содержать патогенные микроорганизмы, грибки, яйца гельминтов. Опасность заключается в том, что они могут проникать в водоемы, загрязнять овощи, фрукты, руки людей. Главную роль в распространении не образующих спор микроорганизмов, таких как возбудители кишечных инфекций, туляремии, бруцеллеза, играет не почва, а водный и пищевой пути передачи. Яйца гельминтов попадают в организм человека с загрязненными овощами и водой, с почвенной пылью. Как и в случае кишечных инфекций, заражение может произойти при еде грязными руками. Длительно выживают в почве спорообразующие патогенные микроорганизмы столбняка, газовой гангрены, сибирской язвы и ботулизма. Заражение столбняком и газовой гангреной происходит при попадании такой почвы в царапины, раны и поврежденные кожные покровы. В связи с этим всем лицам с повреждениями кожи, загрязненной землей, необходимо вводить противостолбнячную сыворотку, а детей, военных, пожарных и землекопов вакцинировать против столбняка.
Возрастающее использование в сельском хозяйстве минеральных удобрений — продуктов химического синтеза — породило проблему химического загрязнения почвы. Пестициды — это группа искусственно созданных веществ, используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений. Они подразделяются на следующие группы: инсектициды — для борьбы с вредными насекомыми; фунгициды и бактерициды — против грибковых и бактериальных болезней растений; гербициды — для уничтожения сорных растений. В настоящее время зарегистрировано более 1500 типов пестицидов, но для живых существ особенно опасны своей токсичностью хлорорганические (ДДТ и его метаболиты, метафос, ГХЦГ, трефлан и др.) и фосфорорганические пестициды. Многие ученые приравнивают действие пестицидов к воздействию радиоактивных веществ. Это обусловлено тем, что загрязнение почв пестицидами (а через них — сельскохозяйственной продукции) вызывает не только интоксикацию человека, быстрый рост злокачественных новообразований, подавление иммунной системы, генетические нарушения, но и ведет к существенному нарушению воспроизводящих функций человека и, как следствие, к тяжелым демографическим последствиям. Наиболее подвержены воздействию пестицидов дети в возрасте до 14 лет. Вот почему применение наиболее опасного из них — ДДТ в нашей стране и ряде других стран запрещено.
Другой группой широко используемых минеральных удобрений являются азотистые удобрения. Оказалось, что от уровня содержания нитратов в продуктах питания напрямую зависит онкологическая и аллергическая заболеваемость, которая резко возросла за последние годы. Так, при поступлении нитратов в человеческий организм в концентрации свыше 50 мг/л отмечается их прямое общетоксическое воздействие вследствие биологических превращений нитратов в нитриты и другие токсичные соединения азота. Большое количество нитратов в удобрениях снижает содержание кислорода в почве, а это способствует повышенному выделению в атмосферу двух «парниковых» газов — закиси азота и метана. Неумеренное потребление минеральных удобрений может вызвать в ряде районов подкисление почв.
С точки зрения экологических и гигиенических требований в сельском хозяйстве должны использоваться лишь те химические препараты, разложение которых осуществляется обычной почвенной микрофлорой. Поэтому необходим переход на производство и применение пестицидов нового поколения, а также широкое использование биологических средств защиты растений.
В роли основных загрязнителей почв выступают также металлы и их соединения, радиоактивные элементы. К наиболее опасным загрязнителям почв относят ртуть и ее соединения. Она поступает в окружающую среду с ядохимикатами, с отходами промышленных предприятий. Еще более массовый и опасный характер носит загрязнение почв свинцом. Известно, что при выплавке одной тонны свинца в окружающую среду с отходами выбрасывается его до 25 кг. Соединения свинца используются в качестве добавок к бензину, поэтому автотранспорт является серьезным источником свинцового загрязнения. Особенно много свинца в почвах вдоль крупных автострад.
Вблизи крупных центров черной и цветной металлургии почвы загрязнены железом, медью, цинком, марганцем, никелем, алюминием и другими металлами. Во многих местах их концентрация в десятки раз превышает ПДК.
Радиоактивные элементы могут попадать в почву и накапливаться в ней в результате выпадения осадков от атомных взрывов или при удалении жидких и твердых отходов промышленных предприятий, АЭС или научно-исследовательских учреждений, связанных с использованием атомной энергии. Радиоактивные вещества из почв попадают в растения, затем в организмы животных и человека, накапливаются в них.
Твердые промышленные отходы являются главными источниками загрязнения почвы токсическими веществами. Основное количество отходов образуется при добыче рудных, нерудных и горючих ископаемых.
Тяжелые специфические изменения окружающей среды происходят при хозяйственном освоении Севера, где сосредоточены основные наши месторождения нефти и газа. Большой ущерб природной среде там наносят не только промышленные и бытовые отходы, но и применение гусеничного транспорта в теплый период года, когда моховой покров тундры находится в оттаявшем состоянии. Следы тяжелой техники сохраняются в тундре многие годы.
Значение проблемы борьбы с загрязнением почвы при возрастающем количестве бытовых, сельскохозяйственных и промышленных твердых отходов повышается по мере роста численности населения и увеличения количества и размеров городов.
ОПУСТЫНИВАНИЕ ЗЕМЕЛЬ является одной из глобальных проблем. Во время распашки полей частицы плодородного почвенного покрова поднимаются в воздух, рассеиваются, уносятся с полей потоками воды, осаждаются в новых местах, безвозвратно уносятся в Мировой океан. Естественный процесс разрушения водой и ветром верхнего слоя почвы, смыва и развеивания его частиц многократно усиливается и ускоряется, когда люди распахивают слишком много земель и не дают почве «отдохнуть».
Почвенная эрозия особенно велика в больших и густонаселенных странах. В США, например, около 44 % обрабатываемых земель подвержено эрозии. В России полностью исчезли уникальные богатые черноземы с содержанием гумуса 14-16 %, которые называли цитаделью русского земледелия; площади плодородных земель с содержанием гумуса 10-13 % сократились почти в 5 раз.
Почвенная эрозия не только уменьшает плодородие и снижает урожайность, вследствие этого быстро заиливаются искусственно сооружаемые водные резервуары, сокращаются возможности орошения, получения электроэнергии от гидроэлектростанций. Особенно тяжелая ситуация возникает, когда сносится не только почвенный слой, но и материнская порода, на которой он развивается. Тогда наступает порог необратимого разрушения, возникает антропогенная пустыня.
Пустыни — это естественные образования, играющие определенную роль в общей экологической сбалансированности ландшафтов планеты. Однако в результате деятельности человека к началу XXI в. пустыни охватили уже около 40 % общей площади суши. Около 1/6 населения мира страдает от процесса опустынивания, который происходит особенно бурно в жарких, засушливых районах. В среднем за год 6 млн га обрабатываемых земель подвергаются опустыниванию.
Как считают эксперты ООН, современные потери продуктивных земель привели к тому, что к настоящему времени мир лишился почти 1/3 своих пахотных земель. Такая потеря в период значительного роста населения и увеличения потребности в продовольствии может стать поистине гибельной для человечества.
Процесс опустынивания обычно вызывается совокупным действием природы и человека. В истории человечества есть примеры того, как опустынивание, развивающееся в результате неумелой и неумеренной хозяйственной деятельности, разрушало целые цивилизации. Основное отличие опыта истории от сегодняшнего дня состоит в темпах и масштабах. Чрезмерно активная хозяйственная деятельность, ущерб от которой накапливался столетиями и даже тысячелетиями, ныне оказалась спрессованной в десятилетия. Если раньше под слоем песка погибали отдельные города, то теперь процесс опустынивания, зарождаясь в различных местах и имея региональное проявление, принял глобальные масштабы. Накопление в атмосфере углекислого газа, усиление запыленности и задымленности атмосферы ускоряют опустынивание суши.
2. ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ
В настоящее время выделяются три основные источника загрязнения атмосферы: промышленность, транспорт и котельные, которые потребляют более 70 % ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива. Наиболее сильно загрязняют воздух теплоэлектростанции (ТЭС), вместе с дымом выбрасывающие в воздух сернистый и углекислый газ, а также металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, в результате деятельности которых в воздух попадают оксиды азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка. В этот список можно включить, кроме того, химические и цементные заводы.
Атмосферные загрязнители подразделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения первичных. Так, сернистый газ (S02) окисляется в атмосфере до серного ангидрида (S03), который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. В результате реакции серного ангидрида с аммиаком возникают кристаллы сульфата аммония. Аналогичным образом — путем химических, фотохимических, физикохимических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы — образуются другие вторичные загрязнители.
Аэрозольное загрязнение атмосферы. Аэрозоли — твердые или жидкие атмосферные частицы, обладающие малыми скоростями осаждения.
Аэрозоли подразделяются на пыль (размеры частиц более 1 мкм), дым (размеры твердых частиц менее 1 мкм) и туман (размеры жидких частиц менее 10 мкм).
Аэрозольные частицы отличаются большим разнообразием химического состава. Чаще всего в них обнаруживаются соединения кремния, кальция и углерода, реже — оксиды металлов: железа, магния, марганца, цинка, меди, никеля, свинца, сурьмы, висмута, селена, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена; встречается асбест. Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для живого организма, а у людей они вызывают специфические заболевания, ускоряют разрушение металлоконструкций, зданий, сооружений.
Постоянными источниками аэрозольного загрязнения являются промышленные отвалы — искусственные насыпи из отходов предприятий перерабатывающей промышленности, а также ТЭС. Источником пыли и ядовитых газов служат и массовые взрывные работы, производство цемента и других строительных материалов.
Смог. Отработанные газы автотранспорта содержат ряд продуктов полного и неполного сгорания топлива, которые могут вступать в фотохимические реакции с оксидами азота, образуя смог — сложное сочетание пылевых частиц, капель тумана, токсичных газов. От него страдают люди, животные, растения, разрушаются покрытия зданий, скульптуры.
Различают смог ледяной, влажный и фотохимический.
Ледяной смог (аляскинского типа) — это сочетание газообразных загрязнителей и пылевых частиц и кристалликов льда, возникающих при замерзании капель тумана и пара отопительных систем.
Смог лондонского типа (влажный) возникает в результате сочетания густого тумана с примесью газообразных загрязнителей — дыма и газовых отходов производства (в основном сернистого ангидрида S02) и пылевых частиц.
Фотохимический смог (сухой, лос-анджелесского типа) — это пелена едких газов и аэрозолей повышенной концентрации (без тумана), возникающая под действием ультрафиолетовой радиации Солнца в результате фотохимических реакций, происходящих в атмосфере в присутствии газовых выбросов автомобилей и химических предприятий.
Лондонский смог 1952 г. за 3-4 дня погубил более 4 тыс. человек. Сам по себе туман не опасен для человеческого организма. Он становится вредным, когда чрезмерно загрязнен токсическими примесями. 5 декабря 1952 г. над всей Англией возникла зона высокого давления и в течение нескольких дней сохранялась безветренная погода. Однако трагедия разыгралась только в Лондоне, где была высокая степень загрязнения атмосферы. Английские специалисты определили, что смог 1952 г. содержал несколько сотен тонн дыма и диоксида серы S02 При сопоставлении загрязненности атмосферного воздуха в Лондоне в эти дни с уровнем смертности было отмечено, что смертность увеличилась прямо пропорционально концентрации в воздухе дыма и S02
Фотохимический смог может возникать при более низких концентрациях загрязнителей, чем лондонский, и для него более характерно желто-зеленая или сизая сухая дымка, а не сплошной туман. Появляется неприятный запах, резко ухудшается видимость. Погибают домашние животные, главным образом собаки и птицы.
У людей фотохимический смог вызывает раздражение глаз, слизистых оболочек носа и горла, симптомы удушья, обострение легочных и различных хронических заболеваний. Смог оказывает вредное влияние и на растения, особенно на бобы, свеклу, злаки, виноград, декоративные насаждения, вызывая их быстрое увядание. Фотохимический туман вызывает коррозию материалов и элементов зданий, растрескивание красок, резиновых и синтетических изделий, порчу одежды. Из-за плохой видимости нарушается работа транспорта.
В процессе фотохимических реакций возникают вещества, значительно превосходящие исходные по своей токсичности. Основные компоненты фотохимического смога — фотооксиданты (озон, органические перекиси, нитраты, нитриты), оксиды азота и углерода, углеводороды, альдегиды, кетоны, фенолы, метанол и т.д. Эти вещества в меньших количествах всегда присутствуют в воздухе больших городов, в фотохимическом смоге их концентрация часто намного превышает предельно допустимые нормы.
Выбросы промышленных предприятий и подвижных источников. В последние десятилетия в связи с быстрым развитием автотранспорта и авиации существенно увеличилась доля выбросов, поступающих в атмосферу от подвижных источников: грузовых и легковых автомобилей, тракторов, тепловозов и самолетов.
Согласно оценкам, в городах на долю автотранспорта приходится от 30 до 70 % общей массы выбросов.
Автотранспорт. Основной вклад в загрязнение атмосферы вносят автомобили, работающие на бензине (на их долю приходится около 75 %), самолеты (около 5 %), автомобили с дизельными двигателями (около 4 %), тракторы и другие сельскохозяйственные машины (около 4 %), железнодорожный и водный транспорт (около 2 %).
Наибольшее количество загрязняющих веществ выбрасывается при разгоне автомобиля после остановок, а также при движении с малой скоростью.
Создаваемые в городах системы движения в режиме «зеленой волны», которые существенно сокращают число остановок транспорта на перекрестках, призваны снизить загрязнение атмосферного воздуха.
Несмотря на то что дизельные двигатели более экономичны и таких веществ, как оксид углерода (С02), диоксид азота (N02), выбрасывают меньше, чем бензиновые, они дают существенно больше дыма (преимущественно несгоревшего углерода, который, к тому же, обладает неприятным запахом, создаваемым некоторыми несгоревшими углеводородами). А если учесть, что дизельные двигатели производят сильный шум, становится понятно, что они воздействуют на здоровье человека гораздо сильнее, чем бензиновые двигатели.
Двигатели самолетов. Хотя суммарный выброс загрязняющих веществ двигателями самолетов сравнительно невелик (для города, страны), в районе аэропорта эти выбросы вносят определяющий вклад в загрязнение среды. К тому же турбореактивные двигатели (как и дизельные) при посадке и взлете выбрасывают хорошо заметный глазу шлейф дыма.
Согласно полученным данным, значительная часть топлива тратится на выруливание самолета к взлетно-посадочной полосе (ВПП) перед взлетом и на заруливание с ВПП после посадки.
В течение последних 10-15 лет большое внимание уделяется исследованию эффектов, которые возникают в связи с полетами сверхзвуковых самолетов и космических кораблей. Эти полеты сопровождаются загрязнением стратосферы оксидами азота и серной кислотой (сверхзвуковые самолеты), а также частицами оксида алюминия (транспортные космические корабли). Поскольку перечисленные загрязняющие вещества разрушают озон (озоновые дыры), то первоначально создалось мнение, что планируемый рост числа полетов сверхзвуковых самолетов и транспортных космических кораблей приведет к существенному уменьшению содержания озона, с последующим губительным воздействием ультрафиолетовой радиации на биосферу Земли. Однако тщательный анализ этой проблемы позволил сделать заключение о слабом влиянии выбросов сверхзвуковых самолетов на состояние стратосферы.
Наиболее опасны для человека и многих животных последствия истощения озонового экрана. Уменьшение концентрации озона только на 1 % приводит к увеличению интенсивности УФ-излучения у поверхности Земли на 15 %. В свою очередь, это приводит к появлению в мире 100 тыс. новых случаев катаракты и 10 тыс. случаев рака кожи, а также снижению иммунитета как у человека, так и у животных.
Кроме негативного влияния на здоровье истощение озонового слоя способствует усилению «парникового эффекта», снижению урожайности, деградации почв, общему загрязнению окружающей среды.
Основным антропогенным фактором, разрушающим озон, считают фреоны (хла- доны), которые широко используются как газы-носители (пропелленты) в различного рода холодильных установках, аэрозольных баллончиках и т.п.
Шумы. Шум — это совокупность апериодических звуков различной интенсивности и частоты, любой нежелательный звук для человека. Раздражающее воздействие звука (шума) на человека зависит от интенсивности, спектрального состава и продолжительности воздействия. Уровень шума в 20-30 децибел (дБ) практически безвреден для человека. Это естественный шумовой фон, без которого невозможна человеческая жизнь. Для «громких звуков» допустимая граница составляет примерно 80 дБ.
При интенсивности шума 125-140 дБ возникают вибрации в мягких тканях носа и горла, а также в костях черепа и зубах; если интенсивность превышает 140 дБ, то начинают вибрировать грудная клетка, мышцы рук и ног; появляется боль в ушах и в голове, развиваются крайняя усталость и раздражительность. Интенсивность звука, при которой ухо начинает ощущать давление и боль, называется порогом болевого ощущения (140 дБ). Звук в 150 дБ становится непереносимым для человека. При уровне шума свыше 160 дБ может произойти разрыв барабанных перепонок. Звук в 180 дБ вызывает усталость металла, а при 190 — заклепки вырываются из конструкций. Недаром в средние века существовала казнь «под колокол». Звон колокола медленно убивал человека. Наибольшее раздражение вызывает шум в диапазоне частот 3000-5000 Гц.
Работа в условиях повышенного шума на первых порах вызывает быструю утомляемость, обостряет слух на высоких частотах. Затем человек привыкает к шуму, чувствительность к высоким частотам резко падает, начинается ухудшение слуха, которое постепенно переходит в тугоухость и глухоту. Тугоухость — это стойкое снижение слуха, затрудняющее восприятие речи в обычных условиях. Снижение слуха на 10 дБ человеком практически не ощущается, серьезное ослабление разборчивости речи и потеря способности слышать слабые звуковые сигналы наступает при снижении слуха на 20 дБ.
Шумная музыка (70 дБ) также притупляет слух. Группа специалистов обследовала молодежь, часто слушающую модную современную музыку. У 20 % юношей и девушек слух оказался притупленным в такой же степени, как у 8 5-летних людей.
Шум губительно действует не только на слуховой аппарат, но и на центральную нервную и сердечно-сосудистую системы человека, служит причиной многих других заболеваний, мешает нормальному отдыху и восстановлению сил, нарушает сон. Шум способствует увеличению числа всевозможных заболеваний, поскольку угнетающе действует на психику, обусловливает значительное расходование энергии.
В общем шумовом фоне города удельный вес автотранспорта составляет 60- 80 %. Внутриквартальные источники шума: спортивные игры, игры на детских площадках, погрузочно-разгрузочные работы у магазинов — составляют 10-20 %. Шумовой режим в жилых квартирах складывается из проникающего шума из вне и
образующегося в результате эксплуатации инженерного и санитарно-технического оборудования: лифты, насосы, мусоропроводы, вентиляция.
Неслышимые звуки также опасны. Ультразвук (диапазон колебаний от 20 ООО Гц и выше), занимающий заметное место в гамме производственных шумов, неблагоприятно воздействует на организм, хотя человеческое ухо его и не воспринимает. Пассажиры самолета часто ощущают недомогание и беспокойство, одной из причин которых является ультразвук. У работающих с ультразвуковыми установками наблюдаются функциональные нарушения со стороны нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, изменяются состав и свойства крови, снижается болевая и слуховая чувствительность.
Инфразвуки (диапазон колебаний от 16 Гц и ниже) вызывают у некоторых людей приступы морской болезни, заставляют внутренние органы вибрировать, что приводит к их повреждению и даже к остановке сердца. Инфразвуки вызывают у человека чувство глубокой подавленности и необъяснимого страха, появляется паника. Даже слабые инфразвуки могут оказывать на человека существенное воздействие, если они носят длительный характер. Некоторые нервные болезни, свойственные жителям промышленных городов, вызываются именно инфразвуками, проникающими сквозь самые толстые стены.
Мощным источником шума, интенсивность которого значительно превышает предельно допустимые нормы, являются вертолеты и самолеты, особенно сверхзвуковые. С ними связаны также звуковой удар и вибрация жилищ вблизи аэропортов. перейти в каталог файлов
| Образовательный портал
Как узнать результаты егэ
Стихи про летний лагерь
3агадки для детей |