Физическое загрязнение ОС

Физическое загрязнение – представляет собой – привнесение в экологическую систему какой либо энергии, вызывающее изменение энергетических параметров среды, которое отрицательно сказывается на состоянии живых организмов и здоровье человека.

Различают следующие виды физического загрязнения: тепловое, световое, шумовое, электромагнитное, радиационное.

Тепловое загрязнение возникает в результате локального повышения температуры воздуха, водоема, почвы вследствие промышленных выбросов нагретых газов, сбросов в водоемы теплых стоков, а также прокладки наземных и подземных теплотрасс. 70% электроэнергии в мире производится на тепловых электростанциях. Ежегодно сжигается более 7 млрд. т. условного топлива. При этом КПД тепловых электростанций составляет порядка 40%, т.е. 60% тепла рассеивается в окружающей среде. Вокруг крупных населенных пунктов, с многочисленными объектами теплоэнергетики, формируются так называемые «острова теплоты». Их влияние на популяции организмов городских экосистем изучено недостаточно. В результате сброса нагретых стоков, нарушается естественный температурный режим в водоеме, что отрицательно может сказаться на состоянии флоры и фауны водоема. Например, в результате сброса нагретых сточных вод от Заинской ГРЭС, водохранилище не замерзает даже в самые сильные морозы.

Световое загрязнение является слабо изученным и представляет собой нарушение естественного светового режима в ПТК (природно-территориальные комплексы). Установлено, что искусственные источники света в виде мощных прожекторов по периметрам территорий некоторых промышленных предприятий оказывают отрицательное влияние на растительный и животный мир близлежащих экологических систем.

Шумовое загрязнение является очень опасным для живых организмов и, прежде всего, для человека. Шум характеризуется частотой (Гц) и звуковым давлением (дБ). Звуковой анализатор человека воспринимает звуки в диапазоне колебаний от 16 до 20000 Гц. Колебания в диапазоне частот от 16 до 20000 Гц называют звуковыми. Колебания с частотой ниже 16 Гц называют инфразвуком, колебания с частотой выше 20000 Гц называют ультразвуком. И инфразвук, и ультразвук представляют опасность для человека. Верхний предел шума, не причиняющий человеку беспокойства, является уровень звукового давления 50-60 дБ. Болевой порог шума составляет 110-120 дБ, а уровень шума свыше 130 дБ является разрушительным для человека. При силе шума в 180 дБ в металле появляются трещины. Для сравнения: шум грузового автомобиля составляет 70 дБ, сильные раскаты грома создают шум в 120 дБ. На улицах крупных городов основным источникам шума является транспорт. Так, в г. Казани у жилых домов, расположенных вдоль улиц Декабристов, Сибирский тракт эквивалентные уровни звука достигают 70 дБ. Нерешенной остается проблема шумового воздействия железнодорожного и авиационного транспорта. Шумовое загрязнение от авиации фиксируется на расстоянии порядка 10 км от аэропорта. В России примерно 30% городского населения подвергаются сверхнормативному воздействию транспортного шума. Проблема шумового загрязнения остается острой для многих крупных городов мира. Адаптация к шуму живых организмов практически невозможна. Многочисленные эксперименты и практика показали, что антропогенное шумовое воздействие неблагоприятно сказывается на организме человека. Систематическое пребывание человека в местах с повышенным уровнем шума приводит к нарушению функционирования слухового анализатора, нервным расстройствам и ряду других заболеваний, что приводит к сокращению продолжительности жизни. Шумовое загрязнение отрицательно влияет и на животных. Интенсивное звуковое воздействие ведет к снижению удоев, яйценоскости кур, потере ориентации у пчел и гибели их личинок, преждевременным родам у зверей и др. Установлено, что шум со звуковым давлением порядка 100 дБ приводит к запаздыванию прорастания семян.

Методы борьбы с шумом делятся на технические и организационные. Технические методы основаны на снижении акустического шума в месте его возникновения и ограничения зоны его распространения, создании звукопоглощающей среды. Снижение шума достигается устранением и заменой шумящих технологических операций, своевременным ремонтом оборудования. Для уменьшения зоны распространения шума применяют специальные устройства – глушители на автомобилях, локомотивах, виброизоляцию со специальными резинопружинными амортизаторами в компрессорах, автомобильных двигателях.

Организационные методы состоят в выборе соответствующих архитектурно-планировочных решений, разделении площади на функциональные зоны (промзоны, селитебные зоны, рекреационные зоны), создании поглощающих сооружений и посадке зеленых насаждений.

Электромагнитное загрязнение. На нынешнем этапе развития научно-технического прогресса человек вносит существенные изменения в естественное магнитное поле Земли. Основными источниками электромагнитного загрязнения являются высоковольтные линии электропередач (ЛЭП), радиотелевизионные и радиолокационные станции и ряд других энергоустановок. На территории России общая протяженность высоковольтных ЛЭП превышает 20000 км. ЛЭП и некоторые другие энергетические установки создают электромагнитные поля промышленных частот (50 Гц) в сотни раз выше среднего уровня естественного поля. Напряженность поля (Е) под ЛЭП может достигать десятков тысяч вольт на метр. Возрастание уровня электромагнитного загрязнения связано также со значительным развитием телевидения, радиовещания, компьютеризацией, расширением производства и потребления бытовой электронной техники. Японскими учеными обнаружено, что в районах, расположенных вблизи мощных излучающих теле- и радиоантенн, заметно повышается заболевание катарактой глаз. Медико-биологическое негативное воздействие электромагнитных излучений возрастает с повышением частоты излучения, т.е. с уменьшением длины волны. По мнению профессора С.Нита (Япония), вредное воздействие на человеческий организм невидимого, но очень опасного электромагнитного загрязнения окружающей среды идет гораздо более быстрыми темпами, чем прогресс в электронике. Отрицательное воздействие электромагнитных полей на человека и на те или иные компоненты экосистем прямо пропорционально мощности поля и времени облучения. Гигиенические нормативы разрешают работнику находиться в зоне действия электрического поля с частотой 50 Гц и напряженностью 10 кВ/м не более 3 часов, а для поля напряженностью 20 кВ/м и выше не более 10 мин в день (гигиенический норматив напряженности составляет 5кВ/м).

Под воздействием ЭМП у человека нарушается нормальное функционирование эндокринной системы, обменные процессы, функции головного и спинного мозга, возникают онкологические заболевания и др. Особо следует отметить опасность воздействия ЭМП для развивающихся эмбрионов человека и новорожденных, а также людей, подверженных аллергическим заболеваниям. Крайне необходимы дальнейшие исследования воздействия электромагнитных полей и излучений на здоровье человека, состояние биоты и экосистем в целом. Несомненный научный и практический интерес представляют результаты исследований, проведенных в г. Бирменгеме (Великобритания). Телевизионная башня в Бирменгеме ведет вещание на восьми телевизионных каналах общей мощностью передатчиков 1000 кВт и на трех радиоканалах в диапазоне УКВ (FM) мощностью 250 кВт. Башня высотой 240 м расположена на расстоянии 200 м от жилого комплекса. Всего в радиусе 10 км от башни проживает 400 тыс. человек. Британские исследователи разделили 10-километровую зону вокруг башни на 10 концентрических колец и изучили медицинскую статистику по заболеваниям всеми формами рака с 1974 по 1986 гг. Оказалось, что полукилометровая зона вокруг башни оказалась в буквальном смысле слова смертельной. Здесь болели лейкемией почти в 10 раз чаще, чем за пределами этой зоны. На расстоянии 1-3 км от телевизионной башни жители подвергались риску заболеть лейкозом в 1,5 – 2,5 раза чаще, чем население этого района. Лишь на расстоянии более 6 км смертельное влияние башни прекращалось.

Выделяют две основные формы защиты населения от ЭМП антропогенного происхождения:

· защита временем; необходимо до минимума сократить время пребывания в зонах с повышенным уровнем ЭМП (недопустимо строить дачные дома и возделывать земли в зонах с повышенным уровнем ЭМП);

· защита расстоянием. Для того, чтобы ослабить вредные воздействия на человека источников электромагнитных полей промышленной частоты, вокруг этих источников должна быть отведена санитарно-защитная зона. Размер этой зоны зависит от вида источника излучения, напряжения в передающей линии и ряда других факторов.

Радиоактивное загрязнение представляет собой повышение естественного фона радиоактивности, вызванное антропогенной деятельностью. В природе сформирован радиационный фон, который не нарушает нормальное существование живых организмов. Однако освоение ядерных технологий в 20 веке привело к появлению многочисленных искусственных источников, представляющих потенциальную радиационную угрозу.

Сфера применения радионуклидов с каждым годом расширяется (в энергетике, в обороне, подводных лодках, медицине, аппаратуре и др.). С каждым годом растет количество радиоактивных отходов. Радиационный фон изменен

· вследствие испытаний ядерного оружия (с 1945 по 1996 годы произведено порядка 400 ядерных взрывов США, Россией, Великобританией, Францией и Китаем).

· Вследствие радиационных аварий на предприятия ядерно-топливного цикла (комбинатах по переработке рад. отходов, АЭС). Маяк (1957), Белоярская АЭС (1978), Ленинградская АЭС (1974), Чернобыльская АЭС (1986) и др.

· Несоблюдения требований безопасности при захоронении радиоактивных отходов.

Особую угрозу представляют отходы, сброшенные в моря и океаны, а также затонувшие атомные подводные лодки.

На сегодняшний день в России насчитывается более 200 могильников радиоактивных отходов. Основными источниками радиоактивного загрязнения природной среды являются ядерные взрывы, атомная энергетика, научные исследования с применением радиоактивных веществ. По данным организации Гринпис, бывший СССР обладал 170 атомными подводными лодками, на которых находились 324 реактора. По данным на 2000 год, в России в эксплуатации находится семь атомных ледоколов. На территории России расположены 15 полигонов для захоронения радиоактивных отходов, которые также служат источниками потенциальной радиационной опасности. В России примерно 15 тыс. учреждений, которые используют радиоизотопы для различных целей. Непоправимый вред окружающей среде нанесен ядерными испытаниями. Первые испытания проводились в Северном Прикаспии, затем был избран полигон на Новой Земле (в 560 км от Воркуты). На этом полигоне проводились воздушные, наземные, подводные, а затем подземные испытания (всего 132 взрыва). С каждым годом проблема радиоактивного загрязнения становится все более острой. Хранилища для хранения радиоактивных отходов разбросаны по всему миру. На ряде предприятий Минатома России (ПО «Маяк», «Сибирский химический комбинат» и др.) жидкие низко- и среднеактивные отходы хранятся в открытых водоемах, что может привести к радиоактивному заражению обширных территорий в случае внезапных стихийных бедствий (землетрясений, наводнений и др.), в случае проникновения радиоактивных веществ в подземные воды.

Различают разные виды радиационных излучений. К ним относятся: α-излучения, β-излучения, γ-излучения, рентгеновское излучение. α-излучения – это поток тяжелых положительно заряженных частиц (ядер атомов гелия), β-излучения – это поток электронов, т.е. отрицательно заряженных частиц, γ-излучения, рентгеновское излучение – это электромагнитные волны с короткой длиной волны.

Сходство между α-излучением, β-излучением, γ-излучением состоит в том, что все они заключают в себе колоссальное количество энергии, которую они передают живым тканям и клеткам, попадая в организм человека.

По удельной активности радионукдиды подразделяют: на низкоактивные (менее 0,1Ки/м³), среднеактивные (0,1 – 100 Ки/м³) и высокоактивные (свыше 1000 Ки/м³). Некоторые из радионуклидов могут сохранять смертоносную активность в течение 10-100 млн. лет.

Облучение может быть внутренним, когда радиоактивные изотопы проникают в организм с пищей водой, воздухом, и внешним, когда поток электромагнитных лучей высокой частоты (γ-лучи и рентгеновские лучи) проникает в организм через кожные покровы. При внутреннем облучении самыми опасными являются α-частицы (ядра атома гелия), при внешнем - γ-излучение и рентгеновское излучение. γ-излучение обладает очень большой проникающей способностью и без труда пронизывает всю толщу организма человека, повреждая его.

В единицах СИ доза облучения измеряется в зивертах (Зв). В результате внутреннего и внешнего облучения человек в течение года в среднем получает дозу 0,001 Зв и, следовательно, за всю жизнь (в Среднем 70 лет) – около 0,07 Зв. За жизнь человек может без большого риска набрать дозу радиации 0,35 Зв. На Чернобыльской АЭС в наиболее загрязненных участках можно получить до 0,01 Зв/ч. Часовая доза радиации, смертельная для 50% организмов, составляет 4 Зв для человека, 10-20 – для рыб и птиц, от 10 до 1500 – для растений и порядка 1000 Зв для насекомых. Таким образом, наибольшей чувствительностью к радиоактивному излучению обладают млекопитающие, в том числе и человек. Растения и некоторые низшие позвоночные менее чувствительны к радиоактивному воздействию. Наиболее устойчивы к действию радиоактивных частиц и излучений микроорганизмы.

Эффекты после воздействия ионизирующего излучения на человека развиваются в течение разных промежутков времени: от нескольких секунд до многих лет. При этом происходит поражение тех органов и тканей, которые не были подвержены воздействию радиации. Ионизирующие излучения вызывают ожоги, лучевую болезнь, лейкоз, бесплодие, злокачественные опухоли, мутации.

Некоторые радиоактивные элементы могут накапливаться во внутренних органах (например, радиоактивные кальций, стронций, радий аккумулируются в костной ткани, радиоактивный йод в щитовидной железе, рубидий в семенниках).

Дата добавления: 2015-08-05