бжд. учебное пособие БЖД. Н. К. Дёмик (главы 11, 12) канд воен наук Л. К. Блинов (глава 9)
 Скачать 1.51 Mb.
|
|
Глава 2. НЕГАТИВНЫЕ ФАКТОРЫ В СИСТЕМЕ «ЧЕЛОВЕК–ТЕХНОСФЕРА» 2.1. Источники и причины возникновения негативных факторов техносферы На протяжении многих веков среда обитания человека медленно изменяла свой облик и, как следствие, мало менялись виды и уровни негативных воздействий. Так продолжалось до середины XIX в. – начала активного роста воздействия человека на среду обитания. В XX в. в результате масштабной антропогенной деятельности во многих регионах мира произошло глобальное загрязнение среды обитания и жизненно необходимых источников опасными и вредными для здоровья человека веществами. На Земле возникли зоны повышенного загрязнения биосферы, что привело к ее частичной, а в ряде случаев и к полной региональной деградации. Этим изменениям во многом способствовали высокие темпы роста численности населения на Земле (демографический взрыв) и его урбанизация; рост потребления и концентрация энергетических ресурсов; интенсивное развитие промышленного и сельскохозяйственного производства; массовое использование средств транспорта и ряд других процессов. Резкое увеличение антропогенного давления на природу привело к нарушению экологического равновесия и вызвало деградацию не только среды обитания, но и здоровья людей. Биосфера постепенно утратила свое господствующее значение и в населенных регионах стала превращаться в техносферу. Биосфера – область распространения жизни на Земле, включающая нижний слой атмосферы высотой 12–15 км, всю водную среду планеты (гидросферу) и верхнюю часть земной коры (литосферу глубиной 2–3 км). Верхняя граница биосферы находится на высоте 15–20 км от поверхности Земли в стратосфере. Активная техногенная деятельность человека привела к разрушению биосферы во многих регионах планеты и созданию нового типа среды обитания – техносферы. Техносфера – это регион биосферы в прошлом, преобразованный людьми в технические и техногенные объекты, т. е. среда населенных мест. Техносфера пришла на смену биосфере и в результате на планете осталось мало территорий с ненарушенными экосистемами. В наибольшей степени экосистемы разрушены в развитых странах – Европе, Северной Америке, Японии. Естественные экосистемы сохранились здесь на небольших площадях, которые окружены со всех сторон территориями, нарушенными деятельностью человека. Поэтому сохранившиеся относительно небольшие пятна биосферы подвержены сильному техносферному давлению (табл. 1). Развитие техносферы в ХХ в. имело исключительно высокие темпы по сравнению с предыдущими столетиями. Это привело к двум диаметрально противоположным последствиям. С одной стороны, были достигнуты выдающиеся результаты в науке и различных отраслях промышленности, что оказало позитивное влияние на все сферы жизнедеятельности. С другой – были созданы невиданные ранее потенциальные и реальные угрозы человеку, сформированным им объектам и среде обитания. Создавая техносферу, человек стремился к повышению комфортности среды обитания, обеспечению защиты от естественных негативных воздействий. Все это благоприятно отразилось на условиях жизни и в совокупности с другими факторами сказалось на качестве и продолжительности жизни. Однако созданная руками человека техносфера не оправдала во многом надежды людей. Т а б л и ц а 1 Структура площадей на некоторых континентах Земли* (в %) Континент Ненарушенная территория Частично нарушенная территория Нарушенная территория Европа 15,6 19,6 64,8 Азия 43,6 27,0 29,4 Северная Америка 56,3 18,8 24,9 * Источник: Акимов В. А, Новиков В. Д., Радаев Н. Н. Природные и техногенные чрезвычайные ситуации: опасности, угрозы, риски. М.: ЗАО ФИД «Деловой экспресс», 2001. К новым, техносферным относятся условия обитания человека в городах и промышленных центрах, производственные и бытовые условия жизнедеятельности. Практически все урбанизированное население проживает в техносфере, где условия обитания существенно отличаются от биосферных, прежде всего повышенным влиянием на человека техногенных негативных факторов. Соответственно изменяется соотношение между природными и техногенными опасностями, доля техногенных опасностей возрастает. За короткий период значительно возросли площади, занятые городами и поселками, что привело к деградации природы, резкому сокращению ареалов в распространении многих растений и животных. Возросшая численность населения потребовала увеличения использования в сельском хозяйстве минеральных удобрений, гербицидов и пестицидов. С целью расширения посевных площадей началась вырубка лесов. Рост поголовья скота привел к обнажению песчаных почв и опустыниванию больших территорий. Однако наибольшее значение имели появление новых и бурное развитие существовавших ранее видов промышленности. Человечество вступило в атомную эпоху. Взрывы атомных бомб над Японией, испытания ядерного и водородного оружия, аварии на атомных электростанциях привели к повышению общего радиоактивного фона Земли. Поэтому возникла проблема захоронения радиоактивных отходов. Добыча нефти со дна морей привела к глобальному загрязнению Мирового океана. Со сточными водами в прибрежные части морей выносятся ядовитые вещества, тяжелые металлы, патогенные бактерии. Дым и пыль промышленных производств, выхлопные газы автомобилей вызывают загрязнение атмосферы далеко за пределами городов. Интенсификация сельскохозяйственного производства привела к использованию искусственных удобрений и различных токсикантов в целях повышения плодородия почв и борьбы с вредителями. Избыточное применение в течение многих лет азотных удобрений – перенасыщению почвы нитратами, а внесение фосфорных удобрений вызвало загрязнение почвы фтором, редкоземельными элементами, стронцием. При использовании нетрадиционных удобрений (отстойного ила и т. п.) почвы перенасыщаются соединениями тяжелых металлов. Избыточное количество удобрений приводит к перенасыщению продуктов питания токсичными веществами, нарушает способность почв к фильтрации, ведет к загрязнению водоемов, особенно в паводковый период. Одним из источников экологических бедствий являются техногенные аварии и катастрофы, так как при них, как правило, происходят наиболее значительные выбросы и разливы загрязняющих веществ. Зонами наиболее высокого риска загрязнения окружающей среды вследствие техногенных аварий и катастроф являются промышленные районы, а также крупные города и мегаполисы. Крупнейшие аварии и катастрофы, произошедшие в последние десятилетия в России и за рубежом, наряду с гибелью людей, огромным материальным ущербом, как правило, причиняли невосполнимый ущерб окружающей природной среде, экологическим системам ряда регионов и территорий. Экологические последствия техногенных аварий могут проявляться годами, десятками и даже сотнями лет. Они могут быть разнообразными и многогранными. Особенно опасными являются аварии на радиационно опасных объектах. Вклад антропогенной деятельности в круговорот некоторых веществ в природе показан в табл. 2. Появление в биосфере новых компонентов, вызванных хозяйственной деятельностью человека, характеризуется термином «антропогенное загрязнение», под которым понимают побочные отходы, образующиеся в результате хозяйственной деятельности человека (общества), которые при попадании в окружающую природную среду изменяют или разрушают ее биотические и абиотические свойства. Окружающая среда загрязнена огромным количеством промышленных отходов, обладающих токсичностью, а также способностью накапливаться в организме человека или пищевых цепях. Т а б л и ц а 2 Вклад антропогенной деятельности в круговорот веществ между атмосферой, литосферой и гидросферой* Вещество Количество, участвующее в природном круговороте Добавка от антропогенной деятельности Влияние в глобальном масштабе Углерод в форме СО 2 135 млрд. т/год 15 млрд. т/год ** За последнее столетие содержание СО 2 в ат- мосфере возросло с 0,029 до 0,032% и может при дальнейшем росте оказать влияние на климат планеты Пыль 1 000 млн. т 100–200 млн. т *** Нет Азот в виде N 2 0 и NH 3 1 000 млн. т 60–70 млн. т *** Нет Сера 100–150 млн. т/год 100–150 млн. т/год 2 Нет * Источник: Акимов В. А., Новиков В. Д., Радаев Н. Н. Природные и техногенные чрезвычайные ситуации: опасности, угрозы, риски. М.: ЗАО ФИД «Деловой экспресс», 2001. ** Общее выделение СО 2 от сжигания всех топлив планеты. *** Накопления не наблюдаются в свободной атмосфере в ощутимых размерах. Основные пути поступления загрязняющих веществ в природные среды от промышленности и энергетики представлены в табл. 3. Загрязнения окружающей среды бывают физические и химические. К физическим (энергетическим) загрязнениям относятся шум, вибрация, электромагнитные поля, ионизирующие излучения радиоактивных веществ, тепловое излучение, возникающее в результате антропогенной деятельности. Продолжающееся увеличение количества и разнообразие новых промышленных предприятий, химических производств, различных транспортных средств, химизация сельского хозяйства приводят к нарастающему загрязнению окружающей среды всевозможными химическими веществами (ксенобиотиками), попадающими в нее с газообразными, жидкими и твердыми выбросами и отходами. Опасность представляют не только различные химические элементы и вещества, но и те соединения, которые образуются при взаимодействии поступающих выбросов с биотическими и абиотическими факторами биосферы. Конечный продукт таких химических взаимодействий может оказаться еще более токсичным, чем исходный выбрасываемый в биосферу химический «загрязнитель» (пестициды, тяжелые металлы, углеводороды, моющие средства). Т а б л и ц а 3 Основные пути поступления загрязняющих веществ в природные среды от объектов промышленности и энергетики* Путь поступления Физическая форма загрязнителя Масштаб загрязнения Выбросы в атмосферу Газы, аэрозоли, твердые частицы Локальное, региональное Сбросы в водоемы, непосредственное загрязнение почв и растительности Жидкие растворимые и нерастворимые соединения Локальное, региональное Захоронение отходов Твердые и жидкие отходы Локальное * Источник: Владимиров В. А., Измалков В. И. Катастрофы и экология. М.: ООО «Контакт–Культура», 2000 Необходимо отметить, что развитие промышленности и технических средств сопровождалось не только увеличением выброса загрязняющих веществ, но и вовлечением в производство все большего числа химических элементов. В сфере техногенной деятельности в настоящее время участвуют все элементы таблицы Менделеева и многие синтетические соединения и материалы, которые несвойственны окружающей среде. В настоящее время известно более 10 млн. химических веществ и соединений, из которых примерно 60 тыс. находят применение в деятельности человека. На мировом рынке ежегодно появляется 500– 1 000 новых химических соединений и смесей. В окружающей среде уже накопилось около 50 тыс. видов неразрушаемых химических соединений (отходы пластмасс, пленок, изоляции и т. п.). Их использование отрицательно влияет на круговорот элементов в биосфере. Напротив, биогеохимический цикл круговорота элементов, сложившийся за миллионы лет в биосфере, позволял эффективно использовать небольшую часть элементов, необходимых для поддержания органической жизни, при этом только небольшая часть вещества терялась в круговороте. В результате же техногенной деятельности существенно нарушается естественное соотношение элементов в биосфере. Экологической ситуации в России присущи все основные черты и проявления глобального экологического кризиса. В последнее время прежде всего имеет место антропогенное загрязнение окружающей среды, уровни которого превышают допустимые. Причем на формирование экологической ситуации в России оказали влияние некоторые особенности техносферных процессов, имевших место в прежние годы в тех или иных регионах страны. Так, например, в 30-е гг. ХХ в. значительно увеличилась антропогенная нагрузка на окружающую среду в тех регионах России, где проходили индустриализация и интенсивный рост промышленного потенциала. На формирование экологической обстановки в регионах Урала и Сибири оказал влияние перевод многих промышленных предприятий в эти регионы в годы Великой Отечественной войны, которые размещались и функционировали без учета каких-либо экологических требований. Создавшаяся на сегодняшний день экологическая обстановка является чрезвычайной и опасной. В настоящее время ежегодные выбросы промышленных предприятий и транспорта России составляют около 25 млн. т. В настоящее время на территории страны находятся более 24 тыс. предприятий, загрязняющих окружающую среду. По официальным данным, более 65 млн. человек, проживающих в 187 городах, подвержены воздействию загрязняющих веществ, средние годовые концентрации которых превышают предельно допустимые нормы. Каждый десятый город России имеет высокий уровень загрязнения природных сред. Значительное загрязнение атмосферы в них вызывают стационарные источники. Большая часть загрязняющих веществ приходится на газообразные и жидкие вещества и значительно меньшая часть – на твердые примеси. Суммарный выброс вредных газообразных веществ в атмосферу значительно увеличивают транспортные средства. Доля автомобильного транспорта в общем объеме выбросов составляет в среднем по Российской Федерации 35–40%, а в крупных городах доходит до 80–90%. Выделяемые автотранспортом выхлопные газы содержат более 200 вредных веществ и соединений. Наиболее известными загрязнителями атмосферного воздуха являются оксид углерода, оксид и диоксид азота, альдегиды, углеводороды, свинец и др. Некоторые загрязнители воздуха обладают канцерогенными свойствами (бензпирен). Среди 35 крупных городов страны столица Москва занимает первое место по наличию в воздухе разнообразных токсичных веществ. В городе расположено более 2,5 тыс. промышленных предприятий и насчитывается 15 мощных ТЭЦ, свыше 2 000 мелких котельных. Транспорт увеличивает антропогенную нагрузку на окружающую природную среду города. Ежегодно в атмосферный воздух поступает около 1,1 млн. т загрязняющих веществ. Наибольший объем в выбросах составляют окись углерода – 648 тыс. т/год, окислы азота – 137 тыс. т/год и углеводоро- ды – 171 тыс. т/год. В результате в атмосферном воздухе наблюдается устойчивое двукратное превышение нормативов ПДК по окислам азота, а максимальные разовые концентрации по окиси углерода, формальдегиду, углеводородам, фенолу и аммиаку в отдельных случаях превышают норму в 10–12 раз. На долю автомобильного транспорта приходится около 70% валового выброса вредных веществ. Около 140 предприятий города создают локальные зоны повышенных концентраций ряда загрязняющих веществ радиусом от 500 м до 5,5 км. Отмечается также прогрессирующее ухудшение качества воды в источниках питьевого водоснабжения. Возросшее загрязнение притоков р. Москвы связано с сельскохозяйственной и животноводческой деятельностью в Подмосковье. Одним из крупных источников загрязнения р. Москвы и ее притоков в черте города является поверхностный сток. Загрязнение дождевого стока колеблется по взвешенным веществам от 10 до 13 896 мг/л, нефтепродуктам – от 8 до 392 мг/л, хлоридам – от 1,3 до 118 мг/л. С паводковыми водами через водосточную сеть города сбрасывается до 18 тыс. т взвешенных веществ, 850 т хлоридов и 850 т нефтепродуктов. Более 900 предприятий и организаций города имеют гальванические производства, 50% которых сбрасывают свои отходы в городскую канализацию без предварительной очистки. В результате на московские станции аэрации ежесуточно поступает свыше 15 т солей тяжелых металлов, из которых 3 т попадает в водоемы города с очищенными сточными водами. 2.2. Антропогенное загрязнение окружающей среды Современное экологическое состояние атмосферы, гидросферы и земельных ресурсов является глобальной экологической проблемой. Загрязнение атмосферы. Атмосферный воздух – один из важнейших компонентов среды обитания. Главными источниками загрязнения атмосферы являются тепловые электростанции и теплоцентрали, сжигающие органическое топливо; автотранспорт; черная и цветная металлургия; машиностроение; химическое производство; добыча и переработка минерального сырья; открытые источники (добычи сельскохозяйственного производства, строительства). Основные источники выбросов загрязняющих веществ в атмосферу приведены в табл. 4. В современных условиях в атмосферу попадает более 400 млн. т частиц золы, сажи, пыли и разного рода отходов и строительных материалов. Кроме приведенных выше веществ в атмосферу выбрасываются и другие, более токсичные вещества: пары минеральных кислот (серной, хромовой и др.), органические растворители и т. п. В настоящее время насчитывается более 500 вредных веществ, загрязняющих атмосферу. Т а б л и ц а 4 Источники выбросов загрязняющих веществ в атмосферу* Примеси Основные источники Среднегодовая концентрация в воздухе, мг/м 3 естественные антропогенные Пыль Вулканические извержения, пы- левые бури, лесные пожары и др. Сжигание топлива в промышленных и бытовых установках В городах 0,04– 0,4 Диоксид серы Вулканические извержения, окисление серы и сульфатов, рассеянных в море Сжигание топлива в промышленных и бытовых установках В городах до 1,0 Оксиды азота Лесные пожары Промышленность, автотранспорт, теплоэлектростанции В районах с развитой промышленность ю до 0,2 Оксид углерода Лесные пожары, выделения океанов Автотранспорт, промышленные энергоустановки, предприятия черной металлургии В городах 150 Летучие углеводороды Лесные пожары, природный метан Автотранспорт, испарение нефтепродуктов В районах с развитой промышленность ю до 0,3 Полицикличес кие ароматические углеводороды – Автотранспорт, химические и нефтеперерабатываю щие заводы В районах с развитой промышленность ю до 0,01 * Источник: Акимов В. А., Новиков В. Д., Радаев Н. Н. Природные и техногенные чрезвычайные ситуации: опасности, угрозы, риски. М.: ЗАО ФИД «Деловой экспресс», 2001. Количество выбросов загрязняющих веществ в атмосферу Земли приведено в табл. 5. Многие отрасли энергетики и промышленности образуют не только максимальное количество вредных выбросов, но и создают экологически неблагоприятные условия для проживания жителей как крупных, так и среднего размера городов. Выбросы токсичных веществ приводят, как правило, к повышению текущих концентраций веществ над предельно допустимыми концентрациями (ПДК). ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе населенных мест – это максимальные концентрации, отнесенные к определенному периоду осреднения (30 минут, 24 часа, 1 месяц, 1 год) и не оказывающие при регламентированной вероятности их появления ни прямого, ни косвенного вредного воздействия на организм человека, включая отдаленные последствия для настоящего и последующих поколений, не снижающие работоспособности человека и не ухудшающие его самочувствия. Т а б л и ц а 5 Ежегодное количество примесей, поступающих в атмосферу Земли* Вещество Выбросы, млн. т Доля естественные антропогенные антропогенных примесей в общих поступ-лениях, % Пыль 3 700 1 000 27 Оксид углерода 5 000 304 5,7 Диоксид углерода 485 000 18 300 3,6 Углеводороды 2 600 88 3,3 Оксиды азота 770 53 6,5 Оксиды серы 650 100 13,3 * Источник: Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов / С. В. Белов с соавт. М.: Высшая школа, 2001. Cодержание вредных веществ в атмосферном воздухе населенных мест ограничивается величинами ПДК, нормируются также средняя суточная концентрация вещества (ПДК сс ) и максимальная разовая (ПДК мр ). ПДК мр – наиболее высокая из 30-минутных концентраций, зарегистрированных в данной точке за определенный период наблюдения. В основу установления ПДК мр положен принцип предотвращения рефлекторных реакций у человека, например, чихания и кашля. ПДК сс – средняя из числа концентраций, выявленных в течение суток. В основу ПДК сс положен принцип предотвращения общетоксического действия на организм. Эти концентрации определены гигиеническими нормами ГН 2.1.6.695-98 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест», ГН 2.1.6.696-98 «Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест» и приведены в табл. 6. Загрязнение гидросферы. Вода, как и воздух, является жизненно необходимым источником для всех известных организмов. Россия относится к странам, наиболее обеспеченным водой. Однако состояние ее водоемов нельзя назвать удовлетворительным. Антропогенная деятельность приводит к загрязнению как поверхностных, так и подземных источников воды. Т а б л и ц а 6 Предельно допустимые концентрации некоторых вредных веществ (мг/м 3 ) в атмосферном воздухе населенных мест (извлечение)* Вещество ПДК мр ПДК сс Класс опасности Диоксид азота 0,085 0,04 2 Оксид азота 0,6 0,06 3 Бензпирен – 0,1 мкг/100 м 3 1 Бензол 1,5 0,1 2 Диоксид серы 0,5 0,05 3 Неорганическая пыль 0,15 0,05 3 Свинец и его соединения, кроме тетраэтилсвинца (в пересчете на РВ) – 0,0003 1 Оксид углерода 5 3 4 * Источник: Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов / С. В. Белов с соавт. М.: Высшая школа, 2001. Основными источниками загрязнения гидросферы являются сбрасываемые сточные воды, образующиеся в процессе эксплуатации энергетических, промышленных, химических, медицинских, оборонных, жилищно-коммунальных и других предприятий и объектов; захоронение радиоактивных отходов в контейнерах и емкостях, которые через определенный период времени теряют герметичность; аварии и катастрофы, происходящие на суше и в водных пространствах; атмосферный воздух, загрязненный различными веществами и другие. Поверхностные источники питьевой воды ежегодно и все в большей степени подвергаются загрязнению ксенобиотиками разной природы, поэтому снабжение населения питьевой водой из поверхностных источников представляет все большую опасность. Около 50% россиян вынуждены использовать для питья воду, которая не соответствует санитарно-гигиеническим требованиям по ряду показателей. Качество воды 75% водных объектов России не отвечает нормативным требованиям. В гидросферу ежегодно сбрасывают более 600 млрд. т энергетических, промышленных, бытовых и другого рода сточных вод. В водные пространства попадают более 20–30 млн. т нефти и продуктов ее переработки, фенолы, легкоокисляемые органические вещества, соединения меди и цинка. Загрязнению водных источников также способствует нерациональное ведение сельского хозяйства. Остатки удобрений и ядохимикатов, вымываемые из почвы, попадают в водоемы и загрязняют их. Многие загрязнители гидросферы способны вступать в химические реакции и образовывать более вредоносные комплексы. Загрязнение воды обусловливает подавление функций экосистем, замедляет естественные процессы биологической очистки пресных вод, а также способствует изменению химического состава пищи и организма человека. Вода входит в клеточный состав тканей человека и участвует в физиологических процессах. Организм человека содержит 60–70% воды по отношению к общей массе. Водно-солевой обмен обеспечивает постоянство осмотической концентрации, йонного состава, способствует кислотно-щелочному равновесию и постоянству объема жидкостей внутренней среды организма. Важную роль в водно-солевом обмене играют не только Na + , К + , Са 2+ , Мg 2+ , Cl - , SO 4 2 и другие, но и многие минеральные элементы, но только не в избыточных количествах. Загрязненная химическими веществами питьевая вода вызывает перегрузку почек, печени, изменяет оптимальное соотношение минеральных элементов в организме и негативно влияет на состояние гомеостаза человека, который отражает способность биологических систем организма противостоять изменениям и сохранять постоянство состава и свойств тела человека. Поэтому качество и степень безвредности питьевой воды отражаются на направленности биохимических и физиологических процессов в организме человека. Вредные вещества, попадая в организм человека в растворенном состоянии, нарушают его функции и биологические реакции. Кроме того, питьевая вода широко применяется в пищевой и перерабатывающей промышленности при изготовлении напитков, консервов и ряда других пищевых продуктов. Поэтому экологически загрязненная вода ведет к ухудшению качества и снижению гарантии безопасности пищевой продукции. Согласно федеральному закону «О санитарно-эпидемиологи-ческом благополучии населения» жители городов и других населенных пунктов должны обеспечиваться питьевой водой в количестве, достаточном для удовлетворения физиологических и хозяйственных потребностей человека. Качество используемой воды должно соответствовать санитарным правилам. Гигиенические и технические требования к источникам водоснабжения и правила их выбора в интересах здоровья населения регламентируются ГОСТом 2761-84 «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора»; СанПиН 2.1.4.544-96 «Требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников»; ГН 2.1.5.689-98 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водоснабжения» и др. Гигиенические требования к качеству питьевой воды централизованных систем питьевого водоснабжения указаны в санитарных правилах и нормах. Нормы устанавливаются для следующих параметров воды водоемов: содержание примесей и взвешенных частиц, привкус, цветность, мутность и температура воды, показатель рН, состав и концентрация минеральных примесей и растворенного в воде кислорода, ПДК в химических веществ и болезнетворных бактерий. ПДК в – это максимально допустимое загрязнение воды водоемов, при котором сохраняется безопасность для здоровья человека и нормальные условия водопользования. Например, для бензола ПДК в составляет 0,5 мг/л. Загрязнение почвы. Почва – среда обитания многочисленных низших животных и микроорганизмов, в том числе бактерий, плесневых грибов, вирусов и др. Почва является источником заражения сибирской язвой, газовой гангреной, столбняком, ботулизмом. На здоровье человека может оказывать определенное влияние химический состав почвы. Так, например, установлено, что находящиеся в почве микроэлементы оказывают существенное влияние на состояние и функции организма человека. Микроэлементы входят в состав многих химических комплексов организма таких, как соединение металлов с белками, различные ферменты, гормоны и некоторые витамины. Они участвуют в промежуточных процессах обмена веществ. Микроэлементы поступают в организм человека с растительной пищей, отчасти с водой, по схеме «почва – растение – организм животного». Недостаток или избыток микроэлементов в почве приводит к недостатку или избытку их не только у травоядных, но и плотоядных животных, а также в организме человека. Это влечет за собой ослабление или усиление синтеза биологически активных веществ, в состав которых входят микроэлементы, нарушение процесса промежуточного обмена веществ, возникновение заболеваний. Известно, что низкий уровень йода в почве ведет к низкому содержанию его в растениях и подземных водах, а следовательно, и в пищевом рационе населения, являясь причиной возникновения зоба щитовидной железы. Наряду с естественным неравномерным распространением тех или других химических элементов в современных условиях в огромных масштабах происходит и их искусственное перераспределение. Выбросы промышленных предприятий и объектов сельскохозяйственного производства, рассеиваясь на значительные расстояния и попадая в почву, создают новые сочетания химических элементов. Из почвы эти вещества в результате различных миграционных процессов могут попадать в организм человека (почва – растения – человек, почва – атмосферный воздух – человек, почва – вода – человек и др.). С промышленными твердыми отходами в почву поступают всевозможные металлы (железо, медь, алюминий, свинец, цинк) и другие химические загрязнители. Почва обладает способностью накапливать радиоактивные вещества, поступающие в нее с радиоактивными отходами и атмосферными радиоактивными осадками после ядерных испытаний. Радиоактивные вещества включаются в пищевые цепи и поражают живые организмы. К числу химических соединений, загрязняющих почву, относятся и канцерогенные вещества – канцерогены, играющие существенную роль в возникновении опухолевых заболеваний. Основными источниками загрязнения почвы канцерогенными веществами являются выхлопные газы автотранспорта, выбросы промышленных предприятий, тепловых электростанций и т. д. В почву канцерогены поступают из атмосферы вместе с крупно- и среднедисперсными пылевыми частицами, при утечке нефти или продуктов ее переработки и др. Основная опасность загрязнения почвы связана с глобальным загрязнением атмосферы. Нормирование химического загрязнения почв проводится по предельно допустимым концентрациям ПДК п в соответствии с ГН 6229-91 «Перечень предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочных допустимых количеств химических веществ в почве». Величина ПДК п значительно отличается от допустимых концентраций для воды и воздуха, так как вредные вещества из почвы попадают в организм человека в исключительных случаях и небольших количествах, в основном через контактирующие с почвой среды (воздух, вода, растения). ПДК п – это концентрация химического вещества (мг) в пахотном слое почвы (кг), которая не должна вызывать прямого или косвенного отрицательного влияния на соприкасающиеся с почвой среды и здоровье человека, а также на самоочищающую способность почвы. ПДК п для почвы приведены в табл. 7. Т а б л и ц а 7 ПДК п для почвы* (в мг/кг) Вещество ПДК п 1 2 Марганец 1500 по ОС Мышьяк 2 по ОС * Источник: Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов / С. В. Белов с соавт. М.: Высшая школа, 2001. О к о н ч а н и е т а б л. 7 1 2 Ртуть 2,1 по ОС Хром 0,05 по МВ Бенз(а)пирен 0,02 по ОС Изопропилбензол 0,5 по МА Фосфора оксид Р 2 О 5 200 по ТВ Формальдегид 7 по ОС Существует четыре разновидности ПДК п в зависимости от пути миграции вредных веществ в сопредельные среды: ТВ – транслокационный показатель, показывающий переход вещества из почвы через корневую систему в зеленую массу и плоды растений; МА – миграционный атмосферный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы в атмосферу; МВ – миграционный водный показатель, показывающий переход химического вещества из почвы в подземные грунтовые воды и водоисточники; ОС – общесанитарный показатель, определяющий влияние химического вещества на самоочищающую способность почвы и микробиоциноз. 2.3. 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). Экологическую патологию определяют появление новых необычных заболеваний, атипичность течения известных болезней, а также «омоложение» ряда заболеваний (сахарного диабета, гипертонической болезни, инфаркта миокарда и даже мозговых инсультов у детей). Примерами «новых» экологических болезней являются диоксиновый синдром (хлоракне, пигментация кожи, иммунодефицит); «странная» болезнь Минаматы (параличи, умственная отсталость вследствие поражения центральной нервной системы метилртутью, накопленной в морских продуктах питания); общая иммунная депрессия – «химический СПИД», вызываемый диоксинами, тяжелыми металлами, токсичными радикалами и др. Ответные реакции организма неспецифичны, но генез их тесно связан с действующими факторами. Интенсивность проявления реакций организма зависит от природы действующего фактора, его дозы (концентрации), экспозиции, а также исходного состояния организма. Врожденные и приобретенные иммунодефициты у людей встречаются все чаще. Доказано, что иммунная система обладает высокой чувствительностью ко многим химическим соединениям, радиоактивным веществам и другим воздействиям. В целом иммунная система является критической мишенью для большого числа ксенобиотиков, способных индуцировать нарушения в ней. Эти нарушения неизбежно сопровождаются снижением резистентности организма к инфекционным заболеваниям, повышением риска возникновения злокачественных новообразований, развитием аутоиммунных и аллергических заболеваний. Большое количество новых факторов в окружающей среде, не свойственных биосфере вообще, обладает опасными для генетического аппарата свойствами. В настоящее время по генетическим параметрам изучено лишь менее одного процента веществ, которые имеются в биосфере, однако и этот процент составляет тысячи мутагенов, опасных для человека. Мутагены среды в виде химических соединений, ионизирующих излучений и др. проникают в клетки и поражают их генетическую программу, вызывая мутации. Мутагенное действие может проявляться в увеличении частоты хромосомных аберраций в соматических и половых клетках, что приводит к новообразованиям, спонтанным абортам, аномалиям развития плода и бесплодию. В загрязненных районах чаще встречаются неблагоприятно протекающие беременности и роды. В тех случаях, когда поражение затрагивает ДНК, находящуюся в зародышевых клетках, эмбрионы гибнут или дети рождаются с наследственными дефектами. 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. 2.4. Негативные последствия антропогенного воздействия на атмосферу К числу проявлений глобального экологического кризиса относится тенденция изменения климата и потепления на Земле. Сейчас человечество оказалось на пороге глобального потепления климата. Температура и климат, к которому многие привыкли, обеспечиваются концентрацией углекислого газа в атмосфере на уровне 0,03%. В настоящее время сжигание ископаемых видов топлива приводит к ежегодному поступлению в атмосферу около 20 млрд. т углекислого газа, который относится к парниковым газам (озон, метан и фреоны). Роль парниковых газов проиллюстрирована в табл. 8. Т а б л и ц а 8 Основные источники парниковых газов* Парниковый газ Основные источники Доля влияния на глобальное потепление, % Диоксид углерода (СО 2 ) Сжигание ископаемого топлива (77%), вырубка лесов (23%) 55 Хлорфторуглероды Утечка при различных 24 (фреоны) и родственные промышленных применениях Метан (СН 4 ) Рисовые плантации, утечка газа, жизнедеятельность животных 15 Оксид азота (N 2 0) Сжигание биомассы, применение удобрений, сжигание ископаемого топлива 6 * Источник: Владимиров В. А., Измалков В. И. Катастрофы и экология. М.: ООО «Контакт–Культура», 2000. Накопление парниковых газов в верхних слоях атмосферы препятствует нормальному процессу теплообмена между Землей и космосом, сдерживает тепло, накапливаемое Землей в результате хозяйственной деятельности и происходящих природных процессов. В США разработаны климатические модели, которые позволяют предсказать, какие изменения произойдут на Земле, если уровень углекислого газа в атмосфере удвоится к 2050 г. Наибольшие изменения произойдут в высоких широтах, где повышение температуры приведет к таянию ледников. В результате уровень воды в Мировом океане может повыситься на 4,5 и более метров. Это приведет к многообразным катастрофическим последствиям. Количество дождей и снегопадов возрастет на 10–15%. Дождливые регионы сместятся в направлении полюсов. Канада и Сибирь станут регионами с необычно высокой жарой и влажностью. Уже сейчас лето в Сибири и на севере России стало длиннее на 18 дней. Считается, что это связано с потеплением климата. Катастрофические последствия вызовут наводнения зимой, засухи и пыльные бури летом, ухудшится и здоровье населения Земли, расширится среда обитания болезнетворных насекомых, паразитов, микробов и вирусов, которые принесут в средние широты тяжелые и даже смертельные болезни, что в сочетании со снижением сопротивляемости из-за недоедания может привести к крупным эпидемиям. В настоящее время для Российской Федерации прогнозируются следующие последствия региональных изменений климата. Произойдет перераспределение осадков на территории страны. Ожидается увеличение числа и масштабов засух, особенно в южной части страны. На значительных территориях начнется разрушение вечной мерзлоты, что скажется в первую очередь на человеческих поселениях со всей инфраструктурой, транспортных магистралях, аэропортах, энергетической системе (нефте- и газопроводах, электростанциях). На основе этого прогноза можно предположить, что с изменением климатических условий на территории России следует ожидать увеличения количества техногенных аварий, катастроф и стихийных бедствий. Загрязнение атмосферы может приводить к разрушению озонового слоя, который практически полностью принимает на себя, поглощает опасное для всего живого жесткое ультрафиолетовое излучение Солнца. Озоновому слою угрожают хлор и бром, образующиеся из промышленных газов, а также фреоны, называемые в науке хлорфторуглеродами и широко применяющиеся в различных отраслях промышленности и быту. Сами по себе фреоны не опасны, но как весьма стойкие и долгоживущие соединения они рано или поздно достигают стратосферы, где на высоте 20–25 км содержание озона максимально. И там фреоны распадаются под действием сильного ультрафиолета, при этом выделяется в чистом виде хлор, который усиливает процесс естественного разрушения озона. Одна молекула хлора способна разрушить до 10 тыс. молекул озона. Мировое сообщество отреагировало на появление столь опасного явления. Под эгидой ООН в 1986 г. многими государствами была подписана Венская конвенция об охране озонового слоя, а в сентябре 1987 г. – Монреальский протокол, обязывающий все государства значительно ограничить производство, продажу и употребление фреонов. А позже решили вовсе их запретить, но Россия пока фреоны производит. Некоторые предприятия выживают только за счет их производства. Идет к тому, что суда, поезда, самолеты, авторефрижераторы России и стран СНГ скоро не будут принимать за рубежом. Обязанность мирового сообщества – остановить разрушение озонового слоя. Сокращение озонового слоя только на 1% ведет к росту онкологических заболеваний на 6%. В США уже сейчас ежегодно раком кожи заболевает 300 тыс. человек. Ультрафиолетовые лучи подавляют также защитную, иммунную систему, снижают сопротивляемость организма. Повышение уровня ультрафиолета будет приводить к снижению урожайности сельскохозяйственных культур и снижению продуктивности Мирового океана. Загрязнение атмосферного воздуха диоксидами серы и азота приводит к кислотным дождям, являющимся порождением промышленных и транспортных выбросов в атмосферу двуокиси серы, азота и других химических веществ. Кислотные дожди идут над всем миром. Ущерб экономике от кислотных дождей во всех странах ЕС составляет 13 млрд. долл. в год. Таким образом, одним из серьезных противоречий развития человеческого общества, проявившихся в последние десятилетия и приобретших затяжной характер, стало противоречие между развитием цивилизации и природной средой, в которой оно происходит. Антропогенный фактор приобретает все большее значение в развитии биосферы, вторгаясь в естественные процессы, оказывая большое влияние на качество и степень безвредности для организма человека жизненно важных источников среды обитания. Федеральный закон «Об охране окружающей среды», принятый 10 января 2002 г., регулирует отношения в сфере взаимодействия общества и природы, возникающие при осуществлении хозяйственной и иной деятельности, связанной с воздействием на природную среду как важнейшую составляющую окружающей среды, являющуюся основой жизни на Земле, в пределах территории Российской Федерации, а также на континентальном шельфе и исключительно в экономической зоне Российской Федерации. Вопросы для самоконтроля 1. Охарактеризовать понятия «биосфера» и «техносфера». 2. Что является причиной загрязнения биосферы? 3. Основные источники негативных факторов техносферы. 4. Основные пути поступления загрязняющих веществ в природные среды от промышленности и энергетики. 5. Что относится к физическим (энергетическим) загрязнениям окружающей среды? 6. Охарактеризовать экологическую ситуацию в России. 7. Что относится к наиболее известным загрязнителям атмосферного воздуха? 8. Дать определение ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе населен- ных мест. 9. Что относится к основным источникам загрязнения гидросферы и почвы? 10. В чем проявляется влияние загрязнения окружающей среды на здоровье человека? 11. К каким последствиям приводит антропогенное воздействие на атмосферу? 12. Какой федеральный закон РФ регулирует отношения в сфере взаимодейст- вия общества и природы? |