Экология, проблемы и решения на предприятиях связи (стр. 4 )

расстройство центральной нервной системы (головные боли, утомляемость, ухудшение памяти, эпилептические припадки, нарушения речевой и слуховой функций, параличи, поражение глаз); изменения состава крови; эндокринные и обменные нарушения; нарушения работы желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой системы и почек.

При сжигании угля в атмосферу с золой и газами поступают магний, молибден, мышьяк, уран, титан, алюминий, йод, кобальт, ванадий, бериллий, цирконий и др. Все эти химические элементы оказывают сильное влияние на живые организмы и человека. В результате роста загрязнения воздуха аэрозолями (пыль, дым) увеличивается количество осадков, туманных дней, уменьшается прямая солнечная радиация и ультрафиолетовое облучение.

Рост автомобильного транспорта в городе приводит к образованию фотохимического смога, источниками которого являются окислы азота, угарный газ и углеводороды, содержащиеся в выхлопных газах автомобилей. Все это приводит к повышению содержания в приземных слоях озона, относящегося к ядовитым веществам и являющегося сильнейшим окислителем.

Антропогенное химическое загрязнение гидросферы. При воздействии внешней среды на гидросферу образуется круговорот воды на Земле, который включает:

океаническое звено — при испарении с поверхности океанических вод влага поступает в атмосферу и в виде осадков выпадает на поверхность Земли, попадая в речные, подземные стоки, а затем вновь в океанические воды; атмосферное звено, обеспечивающее образование и выпадение осадков и их распределение на поверхности Земли.

Атмосферная влага, частично стекая с поверхности Земли, пополняет ресурсы поверхностных вод и формирует речную сеть и водоемы.

Поверхностные воды образуют: почвенную влагу, идущую на развитие растений; зону аэрации — это зона, насыщенная воздухом и влагой (находится между земной поверхностью и грунтовыми водами); обильные и устойчивые горизонты, не обладающие напором и образованные грунтовыми водами в рыхлых отложениях долин рек, озерных впадин; артезианские бассейны, обладающие высоким напором (образуются в слоистых толщах осадочных пород).

Использование воды. Существует две категории использования воды — водопользователи и водопотребители.

Водопользователи используют воду для своей деятельности (транспорт, рыбное хозяйство).

Водопотребители используют воду в целях производственных, технологических и жизнеобеспечения.

В настоящее время потребность населения Земли в воде составляет 18700 км3, из них 38 % расходуется на ирригацию, 9 % на промышленность, 3% на бытовые нужда, 48% на разбавление сточных вод, и 2% на другие потребности.

Химическое загрязнение пресных вод. Природная вода обладает способностью самоочищаться, т. е. восстанавливать свои свойства методом окисления и нейтрализации загрязнителей. Водные источники могут принимать неочищенные воды (стоки) до определенных пределов, после чего подавляются свойства воды. И если эти пределы превышены, естественные водоемы превращаются в сточные коллекторы, опасные для жизни человека (Рейн — сточная канава Европы).

Основным потребителем и загрязнителем пресной воды является сельское хозяйство. Примерно 50% вод относится к безвозвратным, так как остаются в сельскохозяйственной продукции, испаряются растениями, поверхностью почв и водохранилищ и сбрасываются в виде дренажных вод, орошаемых массивов. Эти воды несут соли, частицы почвы, остатки удобрений.

Второе место по загрязнению занимают промышленные и бытовые стоки, нагретые вода ТЭЦ, АЭС, утечка и фильтрация неочищенных вод из отстойников водоочистных сооружений.

Основным мероприятием по защите пресных вод является их очистка. Все загрязняющие стоки различны по своему физико-химическому составу, что затрудняет их очистку.

Все загрязняющие вещества делятся на группы: органические вещества сельского хозяйства, бытовых и промышленных стоков (их окисление происходит под воздействием кислорода); болезнетворные микроорганизмы и вирусы в плохо обработанных стоках городов и животноводческих ферм; азот и фосфор из бытовых и сельскохозяйственных стоков, что увеличивает содержание нитратов и нитритов в водоемах; тяжелые металлы, нефтепродукты, пестициды, моющие вещества, фенолы. Многие из них не разлагаются или разлагаются очень медленно и через пищевые цепи могут попасть в организм человека; увеличение донных осадков из-за стоков, эрозии почв, что ведет к гибели донных организмов, загрязнению донных илов; сброс теплых вод ТЭЦ, АЭС, промышленных предприятий, что ведет к изменению естественного состояния водоемов за счет потепления вод, а это снижает содержание кислорода, скорость обмена веществ и приводит к изменению водных флоры и фауны.

Существующие методы очистки воды проблемы чистой пресной воды не решают, так как на разбавление сточных вод уходит примерно 20 % ресурсов пресных вод мира. Так, 1 км3 очищенной сточной воды портит 10 км3 речной воды, а значит, качество пресной воды падает. Специалисты считают, что в ближайшие годы загрязнение пресных вод будет продолжаться.

Острой проблемой современности является нехватка пресной воды. Запас доступных пресных вод мира, сосредоточенных в реках, озерах, подземных водах на глубине до 1 км, составляет примерно 3 млн км3. Таких запасов сейчас и в будущем хватило бы на нужды 20–25 млрд человек, но вода распределена на Земле неравномерно и уже сейчас люди испытывают дефицит воды. Так, в странах 3-го мира ежегодно умирает от потребления грязной воды примерно 9 млн человек. Примерно 1 млрд человек не имеет необходимого количества воды, и в мире нет механизма ее распределения. Собственно многие конфликты в мире происходят и происходили из-за распределения, владения пресной водой.

В настоящее время существует два способа создания запасов пресной воды: искусственное пополнение запасов подземных источников, перевод части поверхностных ресурсов вод в подземные хранилища, что защищает их от загрязнения; дистилляция воды — получение из соленой морской воды пресной, но этот способ очень энергозатратен и требует еще дополнительной обработки воды (нет солей для обеспечения нормальной жизнедеятельности человека, которые необходимо добавлять в дистиллированную воду).

Химическое загрязнение морских вод. В состав морской воды входят различные соли, газы и органические соединения. В морской воде содержится 55% хлора, 31% натрия и 14% приходится на другие химические элементы. Из морской воды добывают хлористый натрий, магний, бром, поваренную соль и другие химические элементы и соединения.

В морях постоянно проходит цикл водообмена, т. е. перемешивание поверхностных и глубинных вод, в результате происходит процесс разбавления загрязненных вод. Но ряд морей имеют очень медленный цикл водообмена (Балтийское, Средиземное, Черное, Азовское и бессточные Каспийское и Аральское), поэтому очищение этих морских вод происходит очень медленно.

Загрязнение морских вод происходит в результате дампинга, загрязнений (нефтяными и речными стоками), спецзахоронений, сброса коммунальных и сточных вод, раскисления прибрежных акваторий кислыми дождями.

Дампинг — сброс отходов в морские воды. Ежегодно вывозятся на судах и сбрасываются в океанические воды до 6 млрд т различных промышленных отходов: отстой сточных вод, строительный мусор, старая взрывчатка, жидкие радиоактивные и химические отходы.

Нефтяные загрязнения. Происходят за счет сбросов в океанические воды нефтепродуктов — до 6 млн т/г., являющихся аварийными при транспортировке и добыче нефти в морях. Нефть поступает в морские воды с речными стоками. В результате 2–4 % поверхности Тихого и Атлантического океанов покрыты нефтяной пленкой.

Следует отметить, что при нефтяном загрязнении: изменяется соотношение биологических видов и их количество, уменьшается разнообразие видов в водоемах; происходит концентрация пестицидов, тяжелых металлов, канцерогенных веществ, оказывающих мутагенное влияние на обитателей морей; нарушается газообмен между атмосферой и морскими водами; изменяются процессы растворения и выделения кислорода, углекислого газа, теплообмена.

Спецзахоронения. В результате спецзахоронений в морские воды поступают радиоактивные и химические вещества. Так, в период с 1945 по 1948 гг. на территории Германии было обнаружено почти 300 тыс. т химических боеприпасов. Американцы в своем секторе нашли 93995 т, англичане — французы —9100, в советской зоне 70500. По решению тройственной комиссии стран-победительниц больше половины всех ОВ было затоплено в водах Балтийского моря, которые там покоятся до сих пор.

C коммунальными и промышленными отходами (стоками) в воды морей выбрасываются бактериально зараженные воды, что ведет к биологическому загрязнению прибрежных вод; с промышленными стоками выбрасываются тяжелые металлы, мышьяк, ртуть и др. Так, в 1971 г. в Лос-Анджелесе (США) в океан были сброшены воды, сильно загрязненные ДДТ. Рыба была отравлена, что привело к нарушению размножения пеликанов. Кроме того, по пищевым цепям эти ядовитые вещества могли поступать в организм человека. В 1956 г. на берегах бухты Минамата (Япония) были отмечены у рыбаков нарушения зрения, слуха, осязания, неврологические расстройства и только в 1969 г. было доказано, что причина заболевания — метилртуть, которая поступала со стоками фабрики по производству азотных соединений “Ниппон чиссо” и концентрировалась в морских организмах и рыбе. Это заболевание получило название “болезнь Минамата”.

Раскисление прибрежных акваторий происходит в результате выпадения “кислых” дождей, что вызывает подкисление прибрежных вод и, как следствие, ведет к невозможности размножения морских животных, рыбы. Все это уменьшает количество морепродуктов, которые в этих районах являются основным продуктом питания для населения.

Антропогенное загрязнение почвы. Почва — природное образование, состоящее из генетически связанных горизонтов, формирующихся в результате преобразования поверхностных слоев литосферы под воздействием воды, воздуха и живых организмов. Почва — это образование, которое обеспечивает население всего мира продуктами питания.

Рост народонаселения в ХX в. потребовал увеличения производства продуктов питания, что вызвало сдвиги в сельском хозяйстве: произошла “зеленая революция”. Все объясняется тем, что достигнут предел биологической продуктивности почвы и дальнейшее повышение урожайности возможно применением большого количества минеральных удобрений. Сейчас в почвах мира хранится примерно 50 млн т минеральных удобрений и порядка 3 млн. т различных ядохимикатов, которые смываются поверхностными водами, разносятся ветром и в результате создают геохимические аномалии.

Растениям необходимы азот, фосфор, калий, кальций и множество различных микроэлементов. Так, в почвах мира содержится 150 млн т азота, который необходим растениям. Но часто его вносится такое количество, которое растениям не требуется, что ведет к появлению большого количества окислов азота, вовлекаемых в круговорот. В результате наблюдаются такие экологические нарушения, как накопление нитратов в пищевых продуктах, кормах для животных, разрушение трофических цепей и т. д.

Нитраты — соли азотной кислоты, а нитриты — соли азотистой кислоты. Нитриты легко окисляются в соответствующие нитраты. Концентрация нитритов в окружающей среде довольно низка, а нитратов — высока. Среди нитратов наиболее известны нитраты аммония, натрия, калия, кальция, обычно называемые селитрами. Все селитры широко используются в качестве удобрений.

В результате в природе образуются канцерогенные нитрозоосоединения, которые приводят к онкологическим заболеваниям, мутагенным явлениям.

В сельском хозяйстве нашли широкое применение пестициды для борьбы с насекомыми, плесневыми грибами и др., уничтожающими урожай и в поле, и при его сборе, погрузке, транспортировке и хранении. В случае успешной борьбы с насекомыми и болезнями растений ежегодная прибавка урожая зерновых составила бы порядка 200 млн т зерна, что хватило бы для пропитания 1 млрд человек. Насчитывается порядка 1000 химических соединений, обладающих этими свойствами. К ним относится и дихлортрифенилтрихлорэтан — ДДТ (дуст), разработанный швейцарским химиком Паулем Миллером (1938). Уже первые результаты применения этого “чуда-оружия” были ошеломляющими: рост урожайности, новые эффективные средства борьбы с насекомыми, переносящими инфекции. Использование ДДТ против комаров — переносчиков малярии резко снизили смертность от этого заболевания и уже в 1965 г. в Индии не было зарегистрировано ни одного случая летального исхода от малярии. Но выявились и негативные свойства этого препарата и других пестицидов. Применение ДДТ привело к глобальному загрязнению окружающей среды, так как его влияние на среду географически значительно шире, чем территория его непосредственного применения в результате перехода из почвы в воду и воздух, из воздуха в воду и т. д., переноса биотой, воздушными массами и океаническими течениями. Таким образом, сегодня загрязнение окружающей среды ДДТ приняло повсеместный характер.

Проблемы, связанные с ДДТ и другими пестицидами, можно свести к следующим: привыкание вредителей к этим препаратам, устойчивость пестицидов в среде (ДДТ не разрушается в окружающей среде в течение 50 лет), накопление пестицидов в организме, нежелательные воздействия на окружающую среду и здоровье человека.

Геохимическим загрязнением почвы является ее вторичное засоление при орошаемом земледелии в регионах, где много тепла и мало влаги.

Значительную роль в загрязнении окружающей среды химически вредными веществами играют химические соединения, используемые в промышленности для производства красок, лаков, стиролов, отбеливания тканей, целлюлозы и др. Все эти химические соединения относятся к группе сильнодействующих ядовитых веществ (СДЯВ), которые в концентрациях, превышающих допустимые, оказывают на человека поражающее действие.

Опасность появления СДЯВ возникает в результате аварий на химических предприятиях, хранилищах, продуктопроводах, транспортировке, нарушениях технологических процессов, правил хранения, разрушения емкостей. Все СДЯВ могут находиться в следующих агрегатных состояниях: газообразном, жидком, твердом и в виде аэрозолей. Поражение человека осуществляется через органы дыхания, кожные покровы и желудочно-кишечный тракт.

В практике чаще всего встречаются следующие СДЯВ.

Аммиак — бесцветный газ с характерным удушливым запахом. Используют как высококонцентрированное удобрение, при изготовлении синильной и азотной кислот, азотосодержащих солей, соды, медицинских препаратов, при крашении тканей, в холодильных установках. При действии на человека поражает дыхательные пути.

Хлор — газ зеленовато-желтого цвета с резким специфическим запахом. Применяется для хлорирования воды, получения хлорорганических соединений, отбеливания тканей и бумажной массы. Используют как дезинфицирующее средство. При длительном воздействие на человека раздражает дыхательные пути, а при больших концентрациях может привести к отеку легких и летальному исходу.

Синильная кислота — бесцветная жидкость с запахом горького миндаля. Используется в лакокрасочной промышленности. При воздействии на человека вызывает паралич дыхания и, как следствие, летальный исход.

Сероводород — бесцветный газ с резким неприятным запахом. Содержится в попутных газах месторождений нефти, в природных и вулканических газах, в воде минеральных источников. Широко используется в медицинских целях. При вдыхании раздражает слизистую оболочку рта, при больших концентрациях может вызвать паралич дыхания и летальный исход.

Фенол — карболовая кислота. Используется в производстве полимеров, красителей, пестицидов, лекарственных средств. При попадании на кожу человека вызывает ожоги, токсичен.

Фосген — бесцветный газ. Используют в лакокрасочной промышленности для производства красок. При воздействии на человека вызывает паралич дыхания, что ведет к летальному исходу.

Контрольные вопросы

Какие вещества относятся к экологически опасным (вредным) веществам? Что такое химическая экология и вопросы, решаемые химической экологией? Антропогенное загрязнение и причины его вызывающие. Антропогенное загрязнение атмосферы и влияние на климат Земли. Основные техногенные загрязнители атмосферы и их влияние на организм человека. Антропогенное химическое загрязнение гидросферы и причины его вызывающие. Использование воды. Водопользователи и водопотребители и их влияние на гидросферу. Химическое загрязнение пресных вод. Основные загрязнители пресных вод. Загрязняющие вещества. Решение проблемы пополнения запасов пресной воды. Химическое загрязнение морских вод. Основные причины загрязнения морских вод и их характеристика. Влияние на жизнедеятельность морских животных, на обеспечение морепродуктами жителей побережий. Антропогенное загрязнение почвы. Причины, вызывающие антропогенное загрязнение почвы. Основные химические вещества, загрязняющие почву, и их влияние на безопасность жизнедеятельности человека. Сильнодействующие ядовитые вещества, применяемые в промышленности, и их влияние на безопасность жизнедеятельности человека.

Загрязнение окружающей среды биологически вредными веществами. Источником биологических ЭВФ служат живые организмы и продукты их жизнедеятельности. Под биологическим загрязнением понимают как привнесение в результате антропогенной деятельности в природные системы организмов, чуждых данным сообществам, так и распространение биогенов на территориях, где они раньше не наблюдались.

Микроорганизмы распространены повсеместно. Они встречаются в воде, почве, воздухе, в организмах растений, животных и человека, продуктах питания. Разнообразные по своей численности и видовому составу, они сформировались в процессе эволюционных преобразований путем мутаций, рекомбинаций и селекции.

K биологическим вредным веществам относятся болезнетворные микроорганизмы-бактерии, вирусы, риккетсии, грибки и, вырабатываемые некоторыми бактериям, токсины.

Самой обширной группой одноклеточных микроорганизмов являются бактерии. Бактерии окружены оболочкой, через которую внутрь клетки проникают питательные вещества и выводятся продукты жизнеобмена. Оболочка защищает бактерии от проникновения в них вредных веществ. Некоторые бактерии внутри своего тела образуют споры, устойчивые к внешним воздействиям и сохраняющие свою жизнеспособность многие годы (споры “сибирской язвы”).

Губительное действие на бактерии оказывают высокие температуры, высушивания, дезинфекции.

К патогенным относятся бактерии, вызывающие различные инфекционные заболевания человека: туберкулез, дизентерия, дифтерия, чума, холера, сибирская язва, сап, туляремия и др.

Следующая группа биологически вредных веществ представлена вирусами, которые относятся к наиболее простым формам жизни и не имеют клеточного строения. Вирусы не могут развиваться вне живого организма и имеют очень малые размеры (миллимикроны).

Вирусы поражают человека, животных и растения. К вирусным заболеваниям относятся: грипп, свинка, краснуха, полиомиелит, оспа, вирусные энцефалиты, лихорадки, гепатиты.

Следующая группа вредных биологических веществ представлена риккетсиями — это особая группа микроорганизмов, размножающихся только внутри живых клеток. Риккетсикозы протекают в виде лихорадочных заболеваний, сопровождающихся высыпанием сыпи на коже человека и поражением мелких кровеносных сосудов.

К заболеваниям, которые вызываются риккетсиями, относятся: сыпной тиф, окопная лихорадка, крысиный сыпной тиф и др.

Грибки — это паразитическая группа одноклеточных микроорганизмов-возбудителей грибковых заболеваний человека, вызывающих поражения кожи человека, волосяного покрова, различные микозы.

(1897 – 1964)

Различные микроорганизмы, действуя на людей, вызывают эпидемические катастрофы, которые могут быть связаны с солнечной активностью. Основоположник гелиоботаники Александр Леонович Чижевский установил влияние солнечной активности, солнечно-земельных связей на биосферу Земли, научно обосновал связь циклов солнечной активности с цикличностью урожаев, эпидемиями и пандемиями инфекционных заболеваний (эпидемия — значительное распространение какой-либо заразной болезни в населенном пункте, районе, регионе; пандемия — эпидемия, охватывающая значительную часть населения страны, группы стран, континента), смертностью людей и т. д. Он показал практическую значимость 11-летних циклов Солнечной активности.

По данным в ХIV в. в Европе чума унесла от трети до половины населения.

Что же говорится об этом времени в исторических документах?

“В начале октября в лето Господне 1347, 12 генуэзских галер бежали от гнева Господня, павшего на них за грехи их, и пришли они в гавань Мессины. Люди на галерах несли в своей плоти такую ужасную болезнь, что смертельным недугом заражался всякий, кто хотя бы говорил с ними, и уже не мог избежать страшной смерти. Зараза нападала на каждого, кто имел дело с беглецами. Зараженный чувствовал, что все его тело пронизывает несказанная боль и потрясение. Потом на бедре или на руке выступал нарыв величиной с чечевицу, который люди называли ожогом. Нарывы распространялись на все тело, и больной начинал харкать кровью. Кровохарканье продолжалось три дня, и никакие средства не помогали, а потом жизнь покидала больного”. Так описал начало эпидемии чумы на Сицилии в XIV в. один францисканский монах.

В Померании чума унесла жизнь двух третей населения. В городе Любек умерло 50 тыс. человек, в Вене ежедневно умирало 500–700 чел., но были дни, когда число умерших доходило до 960–1200. Особенно большие потери несли монастыри. Так, в Мейнинггемском францисканском монастыре осталось в живых три монаха.

В Италии вымерла половина населения, а в Венеции даже две трети населения города. В Лондоне осталось в живых 10% населения. Эта эпидемия была описана Джованни Боккаччо в “Божественной комедии”. Он говорил, что людей просто зарывали в общие могилы, слегка засыпая землей.

Документы говорят, что после этой эпидемии в Германии целые деревни в течение 20 лет стояли опустошенными, а земли не обрабатывались.

Никакие лечебные меры не помогали против чумы, а строгие гигиенические мероприятия проводились в редких случаях. Некоторые города выставляли стражу, которая не пропускала в город никого из тех мест, где бушевала чума (нечто вроде современных карантина или обсервации). Но все эти мероприятия не остановили чуму, чему во многом способствовало антисанитарное состояние средневековой Европы.

Еще в античные времена и в раннем средневековье высказывались предположения о связи между чумой и крысами, которые в XII в. были завезены в Европу рыцарями-крестоносцами. Есть и еще предположение, что крысы были завезены в Европу во время великого переселения народов с верховьев реки Инд в 400–1200 гг. н. э. Вслед за черной крысой в середине ХVIII в. в Европу пришла серая крыса-пасюк, родиной которой являются районы к востоку от оз. Байкал и Внутренняя Монголия.

В Средние века в Центральной Европе продолжается рост городов, рост численности городского населения. Увеличивается количество сточных вод и органических отходов, что ведет к размножению популяций крыс. Эти грызуны загрязняют продукты питания и являются переносчиками разных заболеваний. Они передают ящур, болезнь Васильева–Вейля (особый вид гепатита), лихорадку, сыпной тиф, чуму, гельминтозы. Так, некоторыми заболеваниями крыса может болеть хронически (чума), а переносчиками являются блохи.

В последние годы в России отмечается шествие инфекционных заболеваний, таких как дизентерия, сальмонолез, вирусные гепатиты А и В, дифтерия, а также каждый год Россию и весь мир в целом охватывают эпидемии гриппа. Вновь появилось уже побежденное заболевание — туберкулез.

Одним из самых, опасныx из живых организмов на Земле наука признает комаров — переносчиков малярийного плазмодия (род одноклеточных организмов, паразитирующих в красных кровяных телах, в клетках ткани, выстилающей кровеносные сосуды, и в клетках костного мозга). От малярии (болотная лихорадка) ежегодно умирает порядка 5 млн человек. Только в Африке умирает около 1 млн детей до 5 лет. За историю человечества от малярии погибло больше людей, чем во всех войнах, полыхавших на Земле. Кроме малярии, комары переносят желтую лихорадку и более 100 различных вирусов. Каждый год от болезней, переносимых комарами, страдает более 300 млн человек. Знаменитый препарат ДДТ, ныне запрещенный к применению, спас миллионы людей от малярии, но создал опасность нарушения природного баланса, так как может находиться в окружающей среде в течение 50 лет. В результате малярия была побеждена, но сейчас снова появилась.

отмечал, что эпидемические катастрофы проявляют себя стихийно и напоминают динамику катастрофических явлений природного характера, которые зачастую совпадают со вспышками солнечной активности, подобно тому, как засухи, неурожаи, эпизоотии (одновременное заболевание значительного числа животных какой-либо заразной болезнью, превышающее уровень обычной заболеваемости на данной территории), массовое размножение и миграция саранчи и т. д.

В настоящее время достаточно трудно прогнозировать, какие негативные явления в биосфере могут иметь место под влиянием Солнечной активности, так как трудно учитывать массированное антропогенное влияние на окружающую среду и ее ответную реакцию.

Контрольные вопросы

Источники биологических экологически вредных веществ. Вредные биологические вещества и их классификация. Влияние солнечной активности, солнечно-земельных связей на биосферу Земли. о влиянии циклов солнечной активности на эпидемии и пандемии.

Комплексное антропогенное воздействие на литосферу

Литосфера — это верхняя твердая оболочка Земли в пределах 50–200 км. Верхняя часть литосферы является составной частью биосферы Земли.

Огромное влияние на литосферу оказывает хозяйственная деятельность человека. К настоящему времени освоено порядка 55% природных ландшафтов, 20% суши претерпели коренные изменения вследствие застройки, мелиорации, возведения различных инженерных сооружений. Большое количество земель отчуждается, освобождается от деревьев, кустарников в интересах связистов (кабельные линии связи, НУПы, антенные поля и др.), в интересах энергетиков — ЛЭП и т. д.

Площадь планеты составляет примерно 510 млн км2, а суши-149 млн км2. В настоящее время порядка 200 млн га из этих земель отведены под застройки и площади застройки продолжают увеличиваться.

Техногенное воздействие человека захватывает верхнюю часть земной коры, которая рассматривается как геологическая среда, т. е. среда, развиваемая человеком (тоннели, шахты, подземные этажи крупных городов, метро и т. д.).

Взаимодействие человека с литосферой осуществляется следующим образом:

Разработка богатых и крупных месторождений полезных ископаемых, что ведет к истощению минеральных запасо Изменение рельефа земной поверхности, вследствие искусственного, изменения естественных ландшафтов. Изменение баланса веществ в верхней части литосферы и на ее поверхности вследствие антропогенного загрязнения атмосферы, почвы и т. д. Изменение состояния (режима, качества, распределения) наземной и подземной гидросферы (гидротехнические сооружения и др.). Нарушение геостатического поля в верхней части литосферы. Изменения водно-теплового баланса земной поверхности. Изменение свойств горных пород в результате строительства и эксплуатации инженерных сооружений. Геофизические изменения, т. е. возникновение в литосфере различных наведенных физических полей (блуждающие токи — электрические токи, протекающие в земле при использовании ее в качестве токопроводящей среды), что приводит к коррозии металлических предметов в земле и их разрушению; сейсмические, акустические волны, электромагнитные поля и т. д.

Важнейшей проблемой современного мира являются захоронения в литосфере особо опасных, опасных и вредных отходов гражданского, химического и военного производств. Так, на территории России оказалось больше 50% химических захоронений бывшего СССР. На территории России имеется значительное количество хранилищ отработанного топлива АЭС, которые не всегда содержатся в должном состоянии.

В России ежегодно образуется порядка 4,5 млрд т различных отходов, из которых 29 млн т относится к разряду не утилизируемых.

Общее количество всех видов отходов в России составляет около 80 млрд т, а под складирование используется свыше 250 тыс. га земельной площади. Эти отходы, способные вызвать отравления живых организмов, представляют собой отходы промышленных производств, неиспользованные в сельском хозяйстве ядохимикаты и т. д.

В связи с недостаточным количеством полигонов для складирования и захоронения промышленных отходов широко распространена практика направления их в места несанкционированного складирования, что представляет особую опасность для окружающей среды и литосферы. Из этих отходов в результате внешнего воздействия происходит вымывание токсичных веществ и загрязнение грунтовых вод. Проходя через необработанные отходы, вода образует ядовитый фильтрат, в составе которого остатки разлагающихся организмов, различные красители, моющие средства, тяжелые металлы.

Еще одна проблема, связанная с механическим фактором — образование биогаза, так как разложение захороненного мусора происходит анаэробно, без кислорода с образованием углекислого газа и метана. Распространяясь вверх, биогазы повреждают корни растений, способствуют эрозии почвы.

Контрольные вопросы

Литосфера и хозяйственная деятельность человека. Захоронения бытовых, промышленных отводов и отходов химических, военных производств, отработанного ядерного топлива.

Радиоактивное загрязнение окружающей среды

К ионизирующим излучениям (ИИ) относятся потоки частиц, квантов электромагнитных излучений, прохождение которых через вещество приводит к возбуждению его атомов, молекул.

Основным источником ИИ являются радиоактивные вещества (РВ), используемые в ядерной энергетике, медицине, промышленности и естественные радиоактивные вещества, находящиеся в атмосфере, воде, почве, теле человека и т. д.

Впервые радиоактивность была обнаружена А. Беккерелем (l896).

Все радиоактивные вещества характеризуются радиоактивностью, т. е. способностью атомов химических элементов самопроизвольно распадаться и превращаться в атомы других химических элементов с другим массовым числом, порядковым номером с выделением радиоактивных частиц. При этом происходит выделение энергии излучения. Так, плутоний-239 распадается на уран-235 и гелий-4 (ядра атомов гелия — a-частицы).

К химическим элементам, обладающим наибольшей активностью относят уран, плутоний, торий, радий и др.

Распад РВ происходит с определенной скоростью, измеряемой периодом полураспада Т1/2, т. е. временем в течение которого распадается половина атомов данного химического элемента. Этот процесс стабилен во времени и его нельзя ускорить или замедлить.

Самопроизвольный распад атомов РВ сопровождается ИИ, т. е. a-, b-, g - и нейтронным (n-) излучениями.

Ионизирующие излучения способны проникать через облучаемые тела, т. е. обладают проникающей способностью.

Радиоактивные вещества способны накапливаться в почве, воде, теле человека и т. д., т. е. могут аккумулироваться в телах, через которые они проходят.

Самым опасным источником радиоактивного загрязнения являются ядерные взрывы (воздушные — низкие, наземные и подземные с выбросом грунта). Величайшей радиационной катастрофой в истории человечества являются атомные бомбардировки городов Хиросима и Нагасаки (1945), в результате которых погибло и было ранено более 200 тыс. человек, а многие получили такие дозы облучения, за которые продолжают расплачиваться их потомки.

С 1945 по 1980 год на поверхности Земли было произведено 450 взрывов: 137 (СССР), 235 (США), остальные Великобритания на территории США, Франция на островах Атлантического океана и Китай на своей территории.

Во время войсковых учений на Тоцком полигоне (1954) была взорвана атомная бомба с тротиловьм эквивалентом 40 кт (q = 40кт). На учениях участвовало 40 тыс. человек. После атомного взрыва через эпицентр было проведено наступление. Меры защиты личного состава и медицинский контроль были недостаточны.

Во время “холодной войны” такие учения проводили США в штате Невада и в южной части Тихого океана, а Франция на территории Алжира.

В результате испытаний ядерного оружия на территории России (Новая Земля, Семипалатинск) загрязнены ближайшие к полигонам территории.

После 1980 г. все страны перешли на подземные испытания, которые проводились на глубинах 600–2400 м, где образовывались радиоактивные стеклообразные массы.

Естественные источники ионизирующих излучений

На человека в процессе всей его жизни действуют различные ИИ, под воздействием которых проходила эволюция “живого” организма.

Земные источники ИИ. К этой группе ИИ человек приспособился на протяжении всего периода эволюции. К ним относятся все радиоактивные вещества, которые находятся в почве, в недрах Земли и определяют радиоактивный фон.

Космические радиоактивные излучения, т. е. излучения Солнца, космоса. В эту группу входят почти все радиоактивные элементы, и облучение человека зависит от высоты нахождения человека над уровнем моря. Чем выше находится человек, тем меньше их поглощает атмосфера (пары воды, пыль, меньшее давление) и тем больше доза облучения.

Внутреннее облучение человека за счет РВ, находящихся в воде, воздухе, продуктах питания и поступающих внутрь организма через кожу, дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт.

Попадание радиоактивного газа радона в организм человека через органы дыхания. Радон возникает в результате распада тория, который находится в почве, строительных конструкциях, и в результате сжигания бытового газа. Специалисты указывают на высокий уровень a-частиц в домах с кладкой из красного кирпича, что усугубляется и неблагоприятным режимом плохо проветриваемых помещений. Этот дополнительный радиационный фон определяется радиоактивными алюминием, вольфрамом, бериллием и их сочетанием. В ряде случаев внутреннее облучение обуславливается зубными пломбами, протезами из керамических материалов.

Технологические радиоактивные излучения. К этой группе относят использование строительных материалов, содержащих РВ и сжигание природного топлива на ТЭЦ, металлургических предприятиях и т. д. (при производстве 1 ГВт/г. электроэнергии ТЭЦ сжигает 3× 106 т угля и в атмосферу выбрасываются аэрозоли, содержащие калий-40, торий, свинец, радий и др. В этом случае доза облучения составляет 0,2–0,5 бэр/г, что примерно в 10 раз выше, чем от действующих АЭС (0,02–0,1 бэр/г). К этому следует добавить и РВ, содержащиеся в химических удобрениях (калийные соли, фосфориты и др.), которые с пищей поступают в организм человека.

В результате человек от воздействия естественных источников РВ получает суммарную дозу облучения Д обл 240 мбэр/г, которая распределяется следующим образом: радон — 130 мбэр/г, космические излучения — 40 мбэр/г, почва, здания, сооружения — 30 мбэр/г, пища, во-да — 40 мбэр/г. Если считать, что срок жизни человека составляет примерно 70 лет, то за всю жизнь человек получает дозу облучения Д обл 70, равную 17 бэр.