Содержание
Содержание………………………………………………………………………..2
Введение…………………………………………………………………………...3
1. Влияние природных геофизических полей на организм человека……........5
1.1 Радиационное поле…………………………………………………………5
1.2 Электромагнитные поля…………………………………………………...6
1.3 Гравитационные поля……………………………………………………...7
1.4 Температурное поле………………………………………………………..8
1.5 Одновременное действие полей…………………………………………...9
2. Влияние физических полей на организм человека………….......................11
2.1 Тепловое воздействие…………………………………………………….11
2.2 Акустическое поле………………………………………………………..12
2.3 Динамическое воздействие……………………………………………….12
2.4 Электромагнитные поля………………………………………………….14
2.5 Радиационное поле………………………………………………………..15
Заключение……………………………………………………………….………16
Список литературы…........................…………………………………………...18
Введение
Проблема антропогенного воздействия на окружающую природную среду к настоящему времени превратилась в одну из главных проблем, имеющих отношение к перспективам развития цивилизации. Реализация современных технологий предполагает производство, переработку и использование большого количества химического и биологического вещества и энергии. Хозяйственное воздействие оснащенного современными технологиями человека на окружающую среду проявляется в самых разных направлениях и по объемам вовлекаемого пространства, стало сопоставимо с самыми мощными природными процессами.
Вследствие влияния человеческой деятельности наблюдается устойчивая тенденция к изменению энергетического баланса, к насыщению окружающей среды электромагнитными полями в широком частотном диапазоне и другими искусственно создаваемыми физическими полями. Поэтому живым организмам, в том числе и человеку, приходится приспосабливаться к новым условиям, которые не всегда согласуются с приспособительными реакциями представителей биосферы.
Техногенное физическое загрязнение наиболее характерно для территорий крупных городов, промышленных районов и других интенсивно используемых территорий. В пределах таких территорий как следствие большого количества производимой, преобразуемой и потребляемой энергии возникает повышенный фон техногенных физических полей.[1].
В соответствии с правилом Б. Коммонера «Все должно куда-то деваться», поэтому должны где-то фиксироваться и поступающие из техногенных миграционных потоков в природные огромные массы загрязняющих веществ. Значительная их часть накапливается в природных депонирующих средах, т.е. различных компонентах природных ландшафтов, вызывая их техногенное преобразование и формирование техногенных геохимических аномалий. При этом происходит изменение естественного геохимического поля свойственного поверхности Земли.
Геохимическая аномалия представляет собой участок территории, в пределах которого хотя бы в одном из слагающих его природных тел статистические параметры распределения химических элементов достоверно отличаются от геохимического фона. Чаще всего в качестве основного из таких параметров рассматривается средняя концентрация одного или группы химических элементов или их соединений [3].
Влияние природных геофизических полей на живые организмы
Радиационные поля
Радиоактивность является как раздражающим, так и поражающим фактором. Ионизирующее излучение относится к разряду существенных мутагенных факторов, а также факторов, вызывающих тяжелые онкологические заболевания. Основная часть естественного радиационного фона (приблизительно 40%), наблюдаемого на поверхности планеты и в приповерхностных слоях литосферы, обязана своим происхождением радиоактивным газам 222Rn и 220Rn (торону).
В разных частях поверхности Земли и биосферы естественный радиационный фон может различаться в3-4 раза и более. Наименьшей интенсивностью (10-3-10-2 мГр/год) характеризуется фон над поверхностью моря, наибольшей (до 0.9 мГр/год) – на больших высотах в горах, сложенных гранитными породами. [1]
При больших дозах радиация разрушает клетки, повреждает ткани органов и может являться причиной лучевой болезни и быстрой гибели организма. При дозе облучения 100 Гр смерть наступает через несколько часов или дней из-за повреждения центральной нервной системы; при дозе 10-50 Гр человек умирает через 1-2 недели от внутренних кровоизлияний и даже при дозе 3-5 Гр половина облученных погибает вследствие поражения клеток костного мозга. Дети особенно чувствительны к действию радиации. Разные органы и ткани организма по-разному реагируют на излучение. Наиболее уязвимы красный костный мозг, репродуктивные органы и хрусталик глаза.
Малые дозы радиоактивного облучения, опасность которых долгое время недооценивалась, имеют отдаленные генетические и соматические последствия. Как подтверждает статистика, они приводят к возрастанию риска раковых заболеваний, проявляющихся, как правило, через одно-два десятилетия, а также к серьезным генетическим отклонениям, сказывающимся на детях, внуках и отдаленных потомках индивидуума, подвергшегося облучению. Исследования последних десятилетий подтвердили концепцию беспорогового действия радиации, в соответствии с которой облучение в любых дозах не происходит бесследно для организма человека [2].
Электромагнитные поля
Основным источником электромагнитного излучения в широком диапазоне длин волн – от низкочастотных радиоволн до гамма-излучения – является Солнце. Основная доля излучаемой Солнцем энергии приходится на видимый диапазон спектра. Подавляющее большинство явлений солнечной активности наблюдается в центрах активности, где обнаруживается усиление магнитных полей. Физическая сущность явлений солнечной активности – превращение энергии, накапливающейся в солнечных МП, в энергию движения газовых масс, энергию быстрых частиц и коротковолнового ЭМ излучения. В конечном итоге процессы солнечной активности поддерживаются за счет энергии процессов, протекающих в недрах Солнца. Однако по сравнению с общей энергией, излучаемой Солнцем, энергия, связанная солнечной активностью, ничтожна, и изменение уровня солнечной активности практически не сказывается на «энергоснабжении» Земли [4].
ЭМП биологического происхождения постоянно сопровождают практически все процессы жизнедеятельности живых организмов. Источники внешних ЭМП живых организмов могут быть подразделены на три группы:
Электрические и магнитные поля, генерируемые отдельными органами, мышцами, сердцем, мозгом, нервами. Амплитуда их магнитной составляющей достигает 10-7-10-3;
Поля поверхностных электрических зарядов на теле человека, животного, птиц или насекомых – амплитудой до сотен и тысяч милливольт;
ЭМП, обусловленные динамической электрофизических свойств биотканей, достигающие сотен милливольт.
Все три типа полей любого биообъекта фиксируются одновременно в виде единого суммарного сигнала.
Магнитные поля относятся к сильным и специфическим раздражителям, действующим непосредственно на нервные клетки мозга. Допустимая напряженность магнитного поля, в котором может находиться человек, не должна превышать 50000 нТл, т.е. напряженности геомагнитного поля.
Исследование влияния электромагнитных излучений на живые организмы находится пока в начальной стадии. Борьбе с токсичными выбросами промпредприятий, энергоустановок, с загрязнением вод и земной поверхности в настоящее время уделяется значительно большее внимание.
1.3. Гравитационное поле
Наличие сильного гравитационного поля не только позволяет Земле удерживать вокруг себя мощный газовый слой и водную оболочку, обеспечивать круговорот воды и движение ледовых масс по поверхности планеты, но и является одновременно одним из основных факторов, определяющих активность геологических и биологических процессов, обеспечивающих существование жизни.
Гравитационная зависимость живых организмов оценивается по характеру их реакции на изменение величины и направления вектора поля тяготения. Гравитационное воздействие становится потенциально значимым уже для тканевых клеток и микроорганизмов, размеры которых превышают 10 мкм. Однако для насекомых и других мелких биологических объектов физиологическое значение изменения гравитации несущественно, поскольку они без видимых последствий способны переносить стократные перегрузки. Для крупных представителей животного мира, в том числе и для человека, изменения величины и направления действия поля тяготения являются дестабилизирующими факторами. Так, при значительном увеличении поля силы тяжести уменьшается двигательная активность, снижается количество выводимой из организма жидкости, содержание азота и калия. В то же время наблюдается увеличение количества потребляемой пищи и энергии, возрастает содержание в организме вода, натрия, кальция и фосфора. Обратное по знаку изменение гравитационного поля приводит к уменьшению потребности в пище и энергии, снижению количества воды в организме, содержания натрия, кальция и фосфора. Конечно, такого рода изменения в полной мере проявляются при значительных вариациях силы притяжения, которые могут иметь место, например, при осуществлении космических полетов или при специальных испытаниях на центрифуге. Однако не исключено, что подобные эффекты, хотя и в меньшей степени, могут проявляться в условиях «земных» вариаций гравитации, которые сопутствуют пересечениям вдоль линии меридиана из средних широт в высокие и наоборот, а также изменению высоты над уровнем моря.
Температурное поле
Температурное поле является одним из факторов, определяющих границы выживаемости биоты. «Разрешенные» вариации глобального температурного поля не так велики. В частности, понижение средней температуры на поверхности планеты на 3-40 или повышение ее на 3-3.50 грозит последствиями, с которыми современная цивилизация может и не справиться. В первом случае такими последствиями может быть образование на Земле сплошного ледяного панциря и полное исчезновение свободной воды, во втором, наоборот, вода может покрыть все пространство и не оставить места для тех представителей животного и растительного мира, которые приспособлены к «сухопутной» жизни.
Одновременное действие полей
Одновременное действие на организм нескольких видов геофизических полей может изменить пределы переносимости организмом каждого из этих полей. Как правило, при этом наблюдается сужение рамок переносимости, поскольку действие отдельных факторов может усиливаться за счет ослабляющего организм действия других факторов. Однако возможны ситуации, когда действие одного из факторов может оказаться «защитным» в отношении действия другого фактора.
Влияние физических полей на живые организмы
2.1 Тепловое воздействие
Серьезную геоэкологическую проблему представляет техногенное тепловое воздействие. Закрытость территории и концентрация большого числа источников тепловой энергии в верхних слоях земной коры в пределах областей интенсивного освоения создают предпосылки для формирования так называемых тепловых куполов и обширных геотермических аномалий на глубинах 10—30 м. Температура в пределах таких аномалий выше фоновой на 2—6°. Техногенный прогрев песчано-глинистых пород обычно не вызывает их структурных изменений, но может изменить режим влажности, агрессивность по отношению к металлам и железобетону.
Экологический эффект теплового воздействия сказывается прежде всего на особенностях взаимодействия прогретого (или промороженного) грунта с растениями и микроорганизмами, для которых грунтовая толща является средой обитания. Так, при повышении температуры до 40—50°С некоторые бактерии, выделяющие серную кислоту, начинают усиленно размножаться, что приводит в конечном итоге к возрастанию агрессивности грунтов и повышению опасности биокоррозии. Реальные техногенные вариации температурного поля непосредственного пагубного воздействия на человеческий организм не оказывают. Однако негативные проявления экзогенных геологических процессов, вызываемых техногенными изменениями температурного режима, могут ухудшать условия жизни и работы людей, а в отдельных случаях даже делать их опасными.
2.2 Акустическое поле
Акустическое поле (шум) в повседневной жизни играет роль постоянного раздражителя. Опросы городских жителей по поводу удобства места проживания показывают, что около 70—80% жалоб обычно приходится на техногенное акустическое (шумовое) воздействие. Шум в окрестностях городских и шоссейных магистралей устойчиво держится примерно 15—18 часов в сутки, затихая в городах лишь на короткое время ночью с 2 до 4 часов. Шумовое воздействие следует рассматривать как чисто экологический фактор, поскольку он оказывает сильное влияние на нервную систему и органы слуха.
Уровень акустического поля оценивается в относительных величинах звукового давления — децибелах (дБ(А)). В качестве начального уровня при измерениях акустического поля (шума) принят порог слышимости, соответствующий звуковому давлению 2*10-5 Па. Согласно санитарным нормам вредным для нервной системы считается шум, превышающий 50—60 дБ (А). При работе в условиях постоянного шума на уровне 70 дБ (А) число сделанных ошибок даже при выполнении несложных операций оказывается вдвое большим, чем при работе в спокойных условиях. Работоспособность при ощутимом постоянном шуме снижается примерно на треть. При уровне звука в 80—90 дБ(А) (железная дорога и промышленные предприятия) возможны необратимые изменения органов слуха, а при уровне в 120—140 дБ(А) (железная дорога, реактивные самолеты) – повреждение этих органов.
2.3 Динамическое воздействие
Ситуации, когда организм человека испытывает воздействие различного рода вибраций, нельзя отнести к числу достаточно редких, а тем более полезных.
Вибрация, или динамическое воздействие на среду, проявляется в виде поля вынужденных механических колебаний, которые воспринимаются и передаются ею от источников к различным объектам, в том числе и к объектам живой природы. Поле вибрации создается многочисленными и разнообразными источниками, наиболее значимыми из которых являются движущиеся транспортные средства, оборудование промышленных предприятий, строительные машины и механизмы, техническое оборудование зданий и инженерных сооружений.
Поле вибрации можно квалифицировать как экологический фактор двойного действия: прямого, если речь идет о непосредственном контакте с виброгенерирующими объектами, и опосредованного, если непосредственный контакт с создающим вибрацию объектом отсутствует, а вибрация воспринимается через передающую среду. Оценка вибрационного воздействия с экологических позиций показывает, что виброколебания с частотой до 20 Гц (преобладающая частота виброколебаний, создаваемых транспортом и строительными машинами и механизмами) и амплитудой до 0,25 мм (виброскорость до 0,01 м/с) хотя и ощутимы, но не вызывают неприятных последствий, которые имеют место при более высоких частотах и больших амплитудах. Так, при частотах 20—40 Гц и амплитудах 0,3—0,5 мм (виброскорость до 0,04 м/с) вибрация оказывает раздражающее действие, вызывая неприятное и даже болезненное состояние организма.
Высокочастотные колебания оказывают раздражающее воздействие при меньших амплитудах, тогда как низкочастотные — при существенно больших.
Помимо биологического воздействия вибрационные процессы оказывают сильное влияние на геологическую среду, начиная от существенных изменений структуры почв, грунтов в целом, в частности, быстрой потери влаги, деформации перового пространства, и кончая колебаниями горного давления, сдвижением пластов, горными ударами, активизацией оползней, солифлюкционных процессов в криолитозоне и т.п.
2.4 Электромагнитные поля
Со времени открытия электромагнитных излучений считалось, что человеческий организм, как и другие живые организмы, не имеют органа чувств, воспринимающего ЭМП. Отсюда - представление об отсутствии биологического действия электромагнитных излучений и, в частности, радиоволн, которые, пронизывая человека, тем не менее, им не ощущаются. Сегодня такой вывод уже очевидно абсолютно неправилен. В экспериментальных условиях живой организм не только ощущает ЭМИ, но может получить такие дозы воздействия, которые окажутся для него катастрофическими. Даже в условиях нормального функционирования электротехнических и радиотехнических установок воздействие на живой организм может быть очень существенным.
Еще в прошлом веке исследователи отмечали факт появления субъективного ощущения вспышки света при действии на голову человека магнитного поля с частотой 10-100 Гц. Отмечалось также изменение деятельности зрительного органа в магнитном поле. Магнит, подносимый к затылку испытуемого, изменял зрительные образы, внушенные в гипнозе, и усиливал галлюцинации. Люди, работающие с различными генераторами радиоволн, часто жалуются на головную боль, ослабление памяти, потерю аппетита, быструю утомляемость. Болезненные явления исчезали при прекращении работы с источниками радиоволн и вновь появлялись при возобновлении работы у генератора.
Возникли гипотетические предположения о том, что, наблюдаемый на нашей планете процесс акселерации - ускорение роста молодого поколения -связан с повышенным фоном ЭМП.
ЭМП является раздражителем, имеющим мало сходства с другими. Оно проявляется слабее, чем свет или ионизирующая радиация, но действует непосредственно на нервные клетки мозга. Замечено, что зимой и осенью магнитные поля оказывают более сильное воздействие, чем весной и летом.
Источниками электромагнитных полей низких (промышленных) частот являются оборудование повышающих и понижающих напряжение электрических подстанций, а также высоковольтные линии электропередачи (ЛЭП). [4]
Область опасного облучения электромагнитными полями высоких и сверхвысоких частот лежит в пределах прямой видимости антенных устройств излучателей различного назначения.
Длительное систематическое воздействие интенсивных техногенных электромагнитных полей промышленной частоты и радиочастот на организм человека может вызывать повышенное утомление, появление сердечных болей, нарушения функций центральной нервной, сердечно-сосудистой, эндокринной и других систем организма. При длительном воздействии электромагнитного излучения может также возникать чувство апатии или, наоборот, повышенного нервозного беспокойства, другие симптомы и отклонения от нормального состояния или поведения.
2.5 Радиационное поле
Радиационное воздействиена живые организмы, и в том числе на человеческий организм, осуществляется через поле радиации, имеющее две составляющие: естественный фон радиоактивности и наведенную (техногенную) радиоактивность. Повышенный уровень радиации создает опасность для здоровья и жизни людей и животных, а также может способствовать изменению физических свойств различных используемых материалов.
Наиболее существенным фактором радиационного воздействия на всех представителей животного и растительного мира является ионизирующее электромагнитное гамма-излучение, хотя радиация другой природы (альфа-, бета- и рентгеновское излучение) также вносит свой вклад в общее радиационное воздействие на биоту. Гамма-излучение распространяется на значительные расстояния, обладает большой проникающей способностью, в том числе и в живые ткани. Действие гамма-излучения зависит от размеров источника, его интенсивности и от расстояния до этого источника. Вблизи земной поверхности мощность дозы естественного (фонового) излучения составляет (0,3—25) • 105 мГр/ч (0,003—0,025 мР/ч). Для человека безопасной может считаться мощность дозы, в 250 раз превышающая естественный радиационный фон. Естественный радиационный фон не остается неизменным. Заметное влияние на его вариации оказывают проводимые испытания ядерного оружия, случающиеся аварии на атомных электростанциях и предприятиях атомной промышленности. В ряде случаев техногенные "добавки" оказываются столь существенными, что приводят к заметным экологическим последствиям.
Поступление радионуклидов в организм человека может происходить вместе с воздухом, водой и пищей, а также за счет водопроводной воды и бытового газа, поступает вместе с почвенным воздухом и накапливается в плохо проветриваемых подвальных помещениях и в нижних этажах зданий.
Заключение
Приведенные примеры достаточно убедительно подтверждают факт непрерывно возрастающего загрязнения окружающей среды избыточными для биосферы вредными концентрациями химических элементов и разнообразных токсинов. Кроме того, значительную опасность представляют так называемые экологические бомбы замедленного действия (ЭБЗД), которые представляют собой цепь относительно быстро проявляющихся катастрофических событий, подготовка которых до момента отложенной во времени разрядки идет достаточно долго и медленно в накопительном режиме. Причина возникновения ЭБЗД кроется в необратимых эффектах взаимодействия с геологической средой геофизических и геохимических полей, изучаемых т.н. нелинейной геофизикой.
Существенным экологическим фактором является воздействие на живые организмы техногенных физических полей. Техногенные физические поля — неизбежный атрибут функционирования промышленных и энергетических установок, горнопроходческих комплексов, средств наземного и подземного транспорта, строительных машин и механизмов, объектов городского коммунального хозяйства и бытовой техники. Уровень создаваемых техногенных физических полей многократно перекрывает не только соответствующие характеристики их природных аналогов, но также санитарные нормы и технические пределы устойчивости геологической среды и связанных с ней инженерных сооружений. При этом под техническими пределами устойчивости геологической среды следует понимать то ее состояние, которое удовлетворяет инженерным требованиям при строительстве и эксплуатации различного рода сооружений, автомагистралей, железных дорог и т.п.
Объектом воздействия техногенных физических полей может быть и косная, и живая природа. Если воздействию подвергаются небиологические природные объекты и инженерные сооружения, то экологический эффект оказываемого воздействия как бы откладывается, переносится во времени до того момента, когда нарушение равновесного состояния природно-технической системы, нарушение функционирования или деструкция отдельных объектов достигнут угрожающей степени. В том случае, когда изменения, вызываемые воздействием техногенных физических полей сопровождаются процессами, представляющими реальную угрозу жизнедеятельности людей, можно говорить о непосредственном проявлении экологического эффекта. Наиболее значительным эффект воздействия техногенных физических полей оказывается на территориях промышленно-городских агломераций, в районах интенсивного промышленного и строительного освоения и т.п.
Список литературы
Богословский В.А., Жигалин А.Д., Хмелевский В.К. Экологическая геофизика: Учеб. пособие.- М: Изд-во МГУ, 2000.-256с.
Вахромеев Г.С. Экологическая геофизика. Сер. высшее образование, Иркутск, 1995.- 213с.
Летувнинкас А. И. Антропогенные геохимические аномалии и природная среда: Учеб. пособ.- Томск: Изд-во НТЛ, 2002.- 287с.
Электромагнитные поля в биосфере. В 2-х томах. Т1. Электромагнитные поля в атмосфере Земли и их биологическое значение.- М: Наука.1984.-375с.
В.К. Жучкова, Э.М. Раковская. Методы комплексных физико-географических исследований. – М.: Академия, 2004. – 368 с.
|
Скачать 83 Kb.