Виды загрязнений окружающей среды
Grandars.ru » Безопасность жизнедеятельности » Основы Безопасности жизнедеятельности »

Виды загрязнений окружающей среды

Техногенное загрязнение окружающей природной среды

Загрязнение — все то, что находится не в том месте, не в то время и не в том количестве, какое естественно для природы, что выводит ее системы из состояния равновесия и отличается от обычно наблюдаемой нормы.

Загрязнение может быть вызвано любым агентом, как загрязняющим веществом, так и самым чистым. Из-за огромных количеств загрязняющих веществ, образующихся в процессе деятельности человека и поступающих в окружающую среду, ее способность к самоочищению часто находится на пределе.

Загрязнения окружающей среды могут как природные так антропогенные.

Природные загрязнения

Природные загрязнения - загрязнения окружающей среды, возникающие без участия человека, часто в результате неблагоприятных или опасных природных явлений.

Причинами природных загрязнений могут быть:

  • извержения вулканов и, как следствие, выбросы больших количеств вулканических газов, пепла, лавы и тепла;
  • селевые потоки (грязевые и грязекаменные), обрушивающие большие массы мелкозема, почвы, камней;
  • лесные пожары;
  • пыльные и песчаные бури, переносящие большие количества пыли и песка;
  • процессы выветривания горных пород;
  • затопления территорий в результате паводков и половодий, выпадения ливневых дождей, прохождения тропических циклонов, наката волн цунами;
  • процессы разложения живых организмов.

Антропогенное загрязнение окружающей среды

Антропогенное же загрязнение большей частью обусловлено техногенным воздействием на природную среду, относящимся к предмету изучения промышленной экологией. Поэтому ниже речь будет идти в основном о загрязнении среды, имеющем техногенное происхождение.

Современное экологическое состояние атмосферы, гидросферы и земельных ресурсов является глобальной экологической проблемой.

Техногенные загрязнения

Техногенное загрязнение — загрязнение природной среды под воздействием производственной деятельности человека.

Различают химические, физические (тепловые, радиационные, шумовые, вибрационные, электромагнитные), механические, биологические, информационные и другие виды загрязнений. Влияние деятельности человека на природу ощущается практически везде. Источники техногенного загрязнения весьма разнообразны и определяются спецификой промышленных предприятий.

Ниже рассмотрим различные виды техногенного загрязнения.

Химическое загрязнение — увеличение количества химических веществ определенной компоненты природной среды, а также привнесение в нее химических веществ в концентрациях, превышающих норму или не свойственных ей. Химические загрязнения относятся к наиболее часто реализуемому виду загрязнений, производимых вследствие многообразной хозяйственной деятельности человека.

См.также: Химическое загрязнение

Физическое загрязнение — привнесение в окружающую природную среду источников энергии (тепла, радиоактивного излучения, шума, вибрации, физических полей и т. я.), приводящее к отклонениям от нормы физических свойств окружающей среды.

Тепловое загрязнение

Одним из источников теплового загрязнения окружающей среды является сжигание минерального топлива в производственных и бытовых целях. Кроме того, практически вся энергия, используемая на производстве и в быту во всех ее видах (электрическая, механическая, световая и др.), в конечном счете превращается в тепло.

Ежегодное количество тепла, выделяемого на земном шаре от различных источников, оценивается эквивалентом энергии в 8 млрд т сожженного условного топлива. Необходимо отметить в связи с этой оценкой, что техногенный сброс тепла становится соизмеримым с энергией глобальных геофизических процессов — землетрясений, тропических циклонов, приливных волн. Общее количество тепла, выделяемое в глобальном масштабе, показывает устойчивый рост и по некоторым данным увеличивается на несколько процентов в год. С ростом тепла, рассеиваемого в процессе техногенной деятельности человека, большую опасность представляет перспектива глобального потепления, вызывающая серьезную озабоченность.

Среди локальных процессов, связанных со сбросом тепла, основным является, например, охлаждение технологических вод в естественных и искусственных водных объектах (реках, озерах, водоемах-охладителях, брызгальных бассейнах) на тепловых (ТЭС) и атомных электростанциях (АЭС) и других предприятиях. В результате теплообмена в водоемах-охладителях ТЭС и АЭС температура воды может повышаться до 10 X и более в сравнении с ее естественной температурой. Это обстоятельство приводит к усилению токсичности химических загрязнений, интенсивному росту водорослей и заилению водоемов и водотоков. При использовании пароконденсатных градирен для организации системы охлаждения возникает опасность затуманивания близлежащих территорий. Тепловые загрязнения в больших городах создают заметную техногенную составляющую микроклимата, негативно влияющую на здоровье населения и состояние флоры и фауны.

Радиационное загрязнение

Радиационное загрязнение возникает в результате проникновения в окружающую среду всякого рода радиоактивных веществ и возрастания радиационного фона в сравнении с естественным уровнем.

Распад ядер нестабильных элементов в радиоактивных веществах порождает ионизирующие частицы (альфа- и бета-частицы) и ионизирующее гамма-излучение. Последние обладают наибольшей проникающей способностью из всех продуктов радиоактивного распада.

Проблема радиационного загрязнения окружающей среды возникла в последней половине прошедшего столетия и связана с использованием атомной энергии как в военных, так и в мирных целях. Радиационное загрязнение происходит в результате:

  • работ по обогащению урановых руд и получению радиоактивных изотопов;
  • испытаний ядерного оружия;
  • аварий на АЭС и исследовательских реакторах;
  • утилизации и захоронения радиоактивных отходов.

В радиоэкологии используют следующие единицы радиоактивности и радиационного поражения:

  • единицы радиоактивности (беккерель: 1 Бк = 1 распад в секунду, кюри: 1 Ки = 3,7 • 1010 Бк);
  • экспозиционную дозу (рентген: 1 Р = 2,58 • 10-4 Кл/кг);
  • единицы поглощенной дозы (грей: 1 Гр = 1 Дж/кг, рад: 1 рад = 0,01 Гр);
  • единицы эквивалентной дозы (зиверт: 1 Зв = 1 Гр для рентгеновского, гамма- и бета-излучений, 1 Зв = 0,05 Гр для альфа-излучения, бэр: 1 бэр = 0,01 Зв);
  • поверхностную активность (Ки/м2);
  • мощность экспозиционной дозы (Р/ч).

Главная опасность радиационного загрязнения состоит в его огромном разрушительном потенциале биологического поражения человека, фауны и флоры. При этом особые проблемы в ликвидации последствий радиационного заражения создает большой период полураспада многих изотопов, достигающий нескольких сотен и тысяч лет.

Перенос радиоактивных веществ осуществляется воздушными потоками, поверхностными и подземными водами, а также трофическими цепями.

В атмосфере, в поверхностных и подземных водах, а также в почве радиоактивные изотопы могут находиться многие годы. При этом радиоизотопы мигрируют не только в одной среде, но и между разными средами. При загрязнении атмосферы изотопы выпадают на поверхность Земли и в поверхностные воды, просачиваются в почву и в подземные водоносные горизонты. В свою очередь, изотопы могут из подземных вод проникать в реки и водоемы. Благодаря длительному нахождению в атмосфере и водной среде радиоактивные изотопы могут переноситься на большие расстояния.

Большая опасность радиационного заражения человека путем проникновения радиоактивных веществ в его организм в результате трофических цепей заключается в том, что живые организмы способны накапливать высокие концентрации изотопов по сравнению с концентрациями в среде их обитания. Так, например, в организмах рыб и птиц радиоактивного фосфора содержится в десятки раз больше, чем в окружающей их среде. По мере реализации трофических цепей на их высоких иерархических уровнях накапливаются большие количества радиоактивности.

Несмотря на кажущуюся серьезную опасность радиационного заражения от объектов атомной энергетики и испытаний ядерного оружия, эти факторы обуславливают в среднем всего около
1 % от обшей дозы радиационного поражения человека. Около 34 % общей дозы человек получает при медицинской диагностике и лечении, остальную — от природных источников: 22 % от естественного радиационного фона и 43 % от радона.

Радон, являющийся инертным газом, образуется в результате распада U238, Th232, Ra226, происходящего в недрах Земли. Через трещины в грунтах радон поступает в атмосферу. В жилые и рабочие помещения радон проникает через фундаменты, полы и стены, где может накапливаться. Значительное количество радона проникает вовнутрь зданий также из строительных материалов. Выявлению источников радона и предупреждению заражения от него в нашей стране уделяется большое внимание. Для обеспечения безопасных условий проживания населения и организации безопасных условий труда в зданиях законодательством России предусматриваются специальные исследования радоноопасности зданий и территорий, подлежащих застройке.

Шумовое загрязнение

Шумовое (акустическое) загрязнение относится к основным видам загрязнений в городских условиях. Шум связан с интенсивной работой транспорта, промышленных предприятий, строительством. На городской транспорт приходится около 80 % всех городских шумов.

Уровнем шума в заданном диапазоне частот (октавной полосе частот), измеряемым в децибелах (дБ), называется величина, связанная с физической звуковой мощностью Iш, воздействующей на человеческое ухо:

где I0 — порог слышимости.

Измеряемый с помощью шумометров уровень звука (шума) во всем слышимом человеком диапазоне частот, называемый эквивалентным уровнем шума, выражается в единицах, аналогичных дБ, с добавлением к ним буквы А, т. е. дБА.

Безвредный для человека уровень шума изменяется в пределах 45-50 дБА, а болевой порог наступает при шумах в диапазоне 100-140 дБА. Если шум природного происхождения (всплески волн, шорох листвы, пение птиц, шум ветра и пр.) комфортен для человека, то техногенный шум в большинстве случаев неприятен.

В Москве на улицах уровень шума составляет в среднем около 85 дБА, а в большинстве областных центров России — 70- 80 дБА. На автомагистралях вблизи крупных городов уровень шума составляет около 90 дБА. Еще выше уровни шума на железнодорожном транспорте (около 100-110 дБА) и в аэропортах (до 120 дБА). Некоторые данные об уровнях шума приведены в табл. 4.2.

Таблица 4.2. Уровни шума в бытовых и производственных условиях

Источники шума

Уровни шума, дБА

Разговор шепотом

10-20

Нормальная речь

50

Звуки средней интенсивности в квартире

40

Звуки в учреждении на главной улице при закрытых окнах

50-75

Работающий мотоцикл

65-105

Шум грузовика на расстоянии 7 м

85-100

Шум от четырехмоторного поршневого самолета на высоте 50-100 м

90-100

Шум от пневматического молота на расстоянии 5 м

120

Шум от двигателя реактивного самолета на испытательном стенде

140 и выше

Наиболее вредны для здоровья человека шумовые воздействия в ночное время. Установлено, что влияние шума сказывается на понижении производительности труда, которое составляет в среднем около 20 %. Что же касается творческих профессий, то для них результативность груда может быть сведена к нулю.

Специфическое воздействие на человека оказывает инфразвук — неслышимые человеческим ухом звуковые волны с частотой ниже 16 Гц. В природе инфразвук возникает при землетрясениях, извержениях вулканов, во время бурь и других явлениях. Техногенные источники инфразвука связаны с железнодорожным и воздушным транспортом, а также с некоторыми производствами.

Вибрационное загрязнение

Вибрационное загрязнение обусловлено всякого рода вибрациями — сложными колебательными процессами с широким диапазоном частот. Вибрации возникают в результате передачи переменного давления от механических источников. Они оказывают сильное воздействие на иммунную и сердечно-сосудистую системы, а также на состав крови.

Электромагнитное загрязнение

Электромагнитное загрязнение — форма физического загрязнения, связанная с нарушением естественных электромагнитных полей в окружающей среде.

Весь спектр электромагнитного излучения включает в себя разные виды излучений — от очень коротких волн до очень длинных. В порядке возрастания длин волн электромагнитные излучения можно ранжировать в следующем порядке: гамма-лучи, космические лучи, рентгеновские лучи, ультрафиолетовые лучи, световые лучи видимого диапазона, инфракрасные лучи, микроволновое излучение, радиоизлучение, излучение от линий электропередачи. Среди перечисленных видов излучений практически не оказывают существенного воздействия на окружающую среду космические, рентгеновские и инфракрасные лучи. Гамма-излучение из-за своей специфики обычно рассматривают как один из загрязнителей в числе факторов радиационного загрязнения.

Ультрафиолетовое излучение поступает на поверхность Земли от Солнца. Этот вид электромагнитного излучения особенно опасен в диапазоне длин волн 200-290 нм. Он характеризуется активным воздействием на нуклеиновые кислоты и белки, приводящим к гибели клеток живых организмов.

Благодаря озону, содержащемуся в нижней стратосфере, происходит активное поглощение ультрафиолета и космического излучения. Хотя содержание озона в атмосфере невелико и его масса составляет порядка 3 мм массы столба воздуха у поверхности Земли, тем не менее роль озона в задерживании ультрафиолетового излучения трудно переоценить. Весьма вероятно, что без озонового слоя жизнь на Земле перестала бы существовать.

В 1980-1990-е годы обозначилась проблема глобального снижения содержания стратосферного озона, особенно ярко выраженная в появлении «озоновых дыр» в приполюсных областях Земли. Одна группа исследователей объявила, что главная причина подобного явления связана с использованием некоторых видов фреонов (хлорсодержаших хладонов) в холодильной технике. Другая группа ученых причину деградации озонового слоя видела в естественном вековом ходе геофизических характеристик Земли, влияющие на озоносферу. В связи с глобальным характером озоновой проблемы и преобладающей точкой зрения экспертов, поддерживающих точку зрения техногенной причины данной проблемы, в 1985 г. в Вене была подписана Международная конвенция об охране озонового слоя, а в 1987 г. — Монреальский протокол о мерах по защите озонового слоя. В результате возник бум производства холодильной и морозильной техники на новых, не содержащих хлор хладагентах. Прибыль, полученная производителями новой холодильной и морозильной техники, оценивается во многие десятки миллиардов долларов. Однако начиная с конца 1990-х годов «озоновые дыры» стали затягиваться и озоносфера практически возвратилась к своему нормальному состоянию.

Повышенное внимание к влиянию микроволнового излучения на организм человека связано с гем обстоятельством, что объем микроволновой техники возрастает приблизительно на 15 % в год. Микроволновое излучение используют как средство передачи телевизионных и телефонных сообщений, в радарной технике, микроволновых печах и т. д.

Исследователями разных стран была установлена неоспоримая связь между мощностью источников микроволнового излучения и риском раковых заболеваний. В частности, британские специалисты обнаружили, что в пределах 500-метровой зоны вокруг телебашни Sutton Goldfield в Бирмингеме заболеваемость лейкемией почти в 10 раз выше, чем за пределами этой зоны. В США отмечены случаи отмены проектов строительства передающих телевизионных станций и радарных систем под давлением общественности. В мире продолжается острая дискуссия о возможной опасности использования мобильной телефонной связи.

Другая причина беспокойства, относящаяся к электромагнитным излучениям, касается низкочастотных источников электромагнитных полей (ЭМП). Это беспокойство вызвано появлением новых данных о негативном воздействии на людей ЭМП, возникающих от линий электропередачи (ЛЭП), производственных электроустановок, электродвигателей в городском и железнодорожном транспорте. Биологами обнаружен эффект влияния ЭМП от ЛЭП на изоляцию насекомых, который заключается в том, что некоторые насекомые, избегая пересечения ЛЭП, навсегда оказываются изолированными на ограниченных территориях.

Еще один вид электромагнитного загрязнения — световое загрязнение, представляющее собой форму физического загрязнения, связанную с периодическим или продолжительным превышением уровня естественной освещенности местности за счет использования источников искусственного освещения. Этот вид загрязнения характерен для больших городов и индустриальных центров. Световое загрязнение самостоятельно либо в сочетании с другими видами загрязнений может приводить к аномалиям в развитии живых организмов и вынуждать их переселяться в другие места.

К прочим формам физического загрязнения окружающей среды можно отнести стационарные электрические и магнитные поля, влияние которых на организм человека изучено недостаточно. Тем не менее имеются сведения о возникновении электрических полей и токов в тканях человека, воздействующих на нервные клетки. Отмечены случаи лейкемии у персонала, работающего с сильными стационарными магнитными полями.

Механическое загрязнение

Механическое загрязнение — засорение среды агентами, оказывающее механическое воздействие без видимых физических или химических воздействий. Примеры механического загрязнения: горные выработки, отвалы горных пород, терриконы, затопление территорий и пр.

Огромные масштабы механическое загрязнение приобрело в районах добычи полезных ископаемых в результате горно-вскрышных работ на отчужденных лесных и сельскохозяйственных угодьях. Естественные ландшафты таких районов нарушаются разработкой глубоких и протяженных карьеров, а также созданием отвалов горных пород. Отработанные карьеры заполняются водой, образуя безжизненные водоемы.

Большие пространства нашей страны в результате водохозяйственной деятельности (строительства плотин, изменения рельефа) затоплены. Общая площадь затопленных территорий России превышает площади крупных европейских государств.

Безвозвратно потерянными оказались колоссальные лесные и земельные ресурсы, памятники исторического и культурного наследия.

Биологическое загрязнение

Биологическое загрязнение — привнесение в экосистемы в результате антропогенного воздействия нехарактерных для них видов живых организмов, ухудшающих условия существования естественных биотических сообществ или негативно влияющих на здоровье человека. Близким к биологическому загрязнению является биотическое, т. е. распространение определенных, как правило, нежелательных, с точки зрения людей, биотических веществ (выделений, мертвых тел и т. п.) на территориях, где они ранее не наблюдались.

Примеры биологического загрязнения:

  • интенсивный рост сине-зеленых водорослей в водоемах-охладителях, возникающий в результате теплового загрязнения вод;
  • загрязнение окружающей среды медицинскими отходами;
  • размножение в городских условиях паразитических видов животных (крыс, мышей, бродячих кошек и собак, птиц, комаров, тараканов, клопов, блох и др.);
  • эпидемии, эпизоотии, эпифитотии.

Значительную роль в биологическом загрязнении природной среды играют сточные воды предприятий пищевой и кожевенной промышленности, бытовые и промышленные свалки, кладбища, канализационная сеть, поля орошения и др. Из этих источников разнообразные органические соединения и патогенные микроорганизмы попадают в почву, горные породы, поверхностные и подземные воды. Патогенные микробы обнаруживаются в подземных водах на глубинах до 300 м от поверхности земли. В связи с возросшей в последние десятилетия миграцией населения отмечается устойчивая тенденция роста числа инфекционных заболеваний. Серьезную озабоченность вызывает использование в пищевой промышленности генномодифицированных продуктов.

Информационное загрязнение

Информационное загрязнение — любая информация, прямо или косвенно противоречащая положениям природоохранного законодательства, а также наносящая ущерб природе и рациональному природопользованию. Можно расширить понятие информационного загрязнения, включив в него негативные потоки информации СМИ, характеризующиеся агрессивностью, недостоверностью и др. К информационному загрязнению уместно также отнести потоки негативной информации, передаваемой по компьютерным сетям, включая вирусные программы, спам и пр.

В результате техногенной деятельности в среде обитания человека произошло ухудшение визуальной среды, являющейся одной из важных компонентов жизни человека. Антропогенное изменение ландшафтов, как и любой тип антропогенного воздействия на природную среду, может быть деструктивным, стабилизирующим либо конструктивным. Деструктивное изменение ландшафта, в том числе и городского, ощущается человеком на визуальном уровне. В связи с этим обстоятельством в последние годы возникло понятие визуального загрязнения ландшафта, понимаемого как ухудшение его эстетических свойств.

Визуальное загрязнение характерно для крупных городов, производственных помещений, транспортной инфраструктуры. Загрязнителями визуальной среды являются гомогенные и агрессивные визуальные поля, а также изобилие прямых линий, углов и больших плоскостей. Визуальная среда для жителей городов связана также с условиями их труда. Люди работают в замкнутом пространстве — в помещениях промышленных предприятий, офисных помещениях, обучаются в зданиях учебных заведений. Для их интерьеров характерно наличие строительных материалов неприродного происхождения — пластика, линолеума, кафеля, алюминия, стекла, решеток и пр. Те же строительные материалы формируют визуальную среду и жилых помещений. Свой негативный вклад в формирование визуальной среды вносят просмотр телевизора, работа с компьютером, экраны которых зачастую заполнены негативными визуальными полями. Негативную визуальную среду формирует также осветительная техника, например, лампы дневного света. Перечисленные факторы составляют неблагоприятную среду для человека и приводят к росту числа психических и глазных заболеваний.

Для изучения проблем, связанных с воздействием факторов визуальной среды на человека, в последние десятилетия сформировалось новое научное направление — видеоэкология, изучающее взаимодействие человека с окружающей визуальной средой.

Влияние антропогенного загрязнения окружающей среды на здоровье человека

Негативные факторы техносферы снижают качество среды обитания и оказывают влияние на здоровье человека. В настоящее время возникла проблема экологической патологии, как следствия физических, химических и биологических факторов, большая часть из которых антропогенного происхождения.

Последствия неблагоприятного воздействия факторов окружающей среды на организм человека могут проявляться различно. Острые интоксикации и состояния имеют определенную клиническую симптоматику. Хронические состояния могут возникать при воздействии малых доз химических веществ и, как правило, являются нетипичными, что делает доказательство экологического фактора в возникновении этих состояний чрезвычайно трудным.

Длительное влияние антропогенного загрязнения может быть бессимптомным, но тем не менее приводит к раннему возникновению процессов старения и сокращению продолжительности жизни. Длительное бессимптомное влияние антропогенного загрязнения в конечном счете может закончиться выраженной клинической картиной заболевания или состояния (онкологическими заболеваниями).

Загрязнением атмосферы обусловлено до 30% общих заболеваний населения промышленных центров. Загрязненный воздух поражает прежде всего легкие, наиболее опасны окислы серы и мелкие частицы. Среди заболеваний органов дыхания выделяют острые (простуду, бронхит, воспаление легких) и хронические болезни (хронический бронхит, астму). Во всех промышленных странах на долю респираторных заболеваний приходится больше случаев, чем на все остальные болезни, вместе взятые.

Загрязнение окружающей среды сказывается и на возникновении такого заболевания, как рак легких. Для жителей крупных городов вероятность этой болезни примерно на 20-30% выше, чем для людей, живущих в деревнях или небольших городах. Предполагается, что находящиеся в воздухе окислы азота, соединяясь с другими загрязнениями, образуют нитрозамины — вещества, относящиеся к наиболее активным канцерогенам. Только в Москве ежегодно выбрасывается в атмосферу около 120 тыс. т окислов азота. По-видимому, в возникновении рака легких принимают участие и радиоактивные частицы, рассеянные по всему миру в связи с испытаниями ядерного оружия и деятельностью атомных электростанций.

В последние десятилетия проблема загрязнения атмосферного воздуха металлами привлекает все большее внимание медиков и экологов в связи с тем, что эта группа веществ достаточно токсична и повсеместно распространена (бензпирен, свинец, ртуть, медь, алюминий, кадмий и другие тяжелые металлы). Данные литературы свидетельствуют о значительном влиянии токсических и фоновых уровней свинца на организм женщин и детей, которое выражается в нарушении репродуктивной функции женщин, развитии патологического течения беременности, наступлении досрочных родов, нарушениях состояния плода и новорожденного.

По оценкам специалистов, 5-6% ВВП страны идет на компенсацию ущерба, наносимого здоровью человека плохой экологической обстановкой. Поэтому проблемы сохранения окружающей среды и здоровья населения имеют социально-экономическую значимость. Непременным условием для обеспечения безопасности жизнедеятельности является защищенность человека от негативных воздействий антропогенного и техногенного происхождения. И только при таком условии возможно обеспечение комфортных условий жизнедеятельности людей.