Экология. Учебник. Н.И. Николайкин. Технические науки и по специальностям в области 650000 Техника и технологии е издание, стереотипное москва 2004
 Скачать 4.61 Mb.
|
|
1 . Во многих регионах России, странах СНГ, отчасти Восточной Европы ив развивающихся странах реальная последовательность удаления отходов потребления и быта включает два основных элемента — источник твердых бытовых отходов (ТБО) и свалку (полигон) (рис 9.11). Российские полигоны, за редким исключением, производят подавляющее психологическое впечатление, отравляют атмосферу и гидросферу, губят растительный покров, формируют неблагоприятную для человека окружающую среду. Свалки являются центрами концентрации люмпенизированного населения, что вызывает напряженную социальную и криминогенную обстановку вокруг них. Анализ мирового опыта обращения с отходами показывает, что в большинстве стран Европы и Северной Америки за последнее десятилетие произошли значительные изменения. Последовательность удаления отходов в этих странах сегодня включает ряд обязательных этапов, к числу которых относятся 1 Диоксины — обиходное название высокотоксичных веществ канцерогенного, тератогенного и мутагенного действия, относящихся к классу полихлорирован'ных дибензодиоксинов, например тетрахлорди- бензо-парадиоксина. Хорошо растворяются в жирах и накапливаются в пищевых цепях. Могут образовываться в качестве побочных продуктов при производстве, обработке и сжигании любых хлорированных углеводородов. Бесконтрольное поступление в почву, грунтовые воды и атмосферу Рис. 9.11. Схема примитивной последовательности удаления отходов потребления и быта по Л Б. Лифшицу) 4 2 0 Глава 9. АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ редукция (уменьшение объемов образования ТБО прежде всего путем рационализации потребления вторичное использование (использования фракций отходов, обладающих потребительскими свойствами переработка (использование соответствующих фракций ТБО в качестве сырья для производственных процессов утилизация энергии (извлечение энергетического потенциала отходов захоронение остатков ТБО, не обладающих никакими полезными свойствами, на экологически нейтральных полигонах. Полнота осуществления такого алгоритма обращения сот ходами в разных странах определяется конкретными экономическими, сырьевыми, демографическими и другими условиями. В зависимости от них принимаются адекватные национальные законодательные акты, вводятся соответствующие организационно-финансовые механизмы, определяющие наиболее важные акценты в переработке ТБО. В целом эти шаги направлены на создание условий, стимулирующих внедрение приоритетных для данной конкретной страны методов переработки отходов. Технологии переработки, как правило, включают в себя компостирование органического материала, извлечение металла и пластиков, сжигание относительно сухих фракций отходов и т. д. Вместе стем даже самые современные схемы удаления ТБО включают полигоны захоронения, куда поступают остатки от переработки отходов (рис. 9.12). Водной из богатейших развитых стран — США на протяжении последних 40 лет доля мусоросжигания в системе обезвреживания ТБО практически постоянна и составляет примерно 15—20% (рис. 9.13), тогда как европейская практика заключается в постоянном увеличении доли их сжигания. Показателен пример Германии, где за четыре года, с момента ввода в действие закона об обращении с ТБО (1993— 1997), объем захоронений в стране снизился на 20%. В основном такой результат достигнут благодаря внедрению метода компостирования садовых и дворовых отходов, а также раздельному сбору упаковочных материалов и других фракций ТБО. Твердые бытовые отходы в ряде случаев не менее опасны, чем промышленные. Наиболее характерным примером является проблема ртутной безопасности осознанная в настоя 9 . 1 . Антропогенное воздействие на биосферу 42 1 щее время как одна из важнейших среди иных экологических проблем в городах, крупных индустриальных центрах, в том числе в Москве. Металлическая ртуть и ее соединения — наиболее токсичные среди загрязнителей окружающей природной среды, так как ртуть является веществом первого класса опасности. Это — один из хорошо изученных в настоящее время токсикантов. В виде аэрозоля она попадает в организм вместе с воздухом и затем длительное время воздействует на человека. При концентрациях выше 0,25 мг/м 3 ртуть полностью задерживается легкими, а при наличии в воздухе закрытых помещений (подъездах дома, школьных подвалов и др) ртутных паров в концентрации 0,1—0,8 мг/м 3 у людей наблюдаются острые отравления. Наиболее распространенный источник ртутного загрязнения в городских условиях — вышедшие из эксплуатации лампы дневного света (люминесцентные лампы) и ртутьсодержа- щие приборы, наиболее известными из которых являются тер- Контролируемые попадания Контролируемые в почву, грунтовые воды выбросы в атмосферу и атмосферу Рис. 9.12. Схема наиболее совершенной последовательности удаления отходов потребления и быта (по А. Б. Лифшицу) 4 2 2 Глава 9. АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ мометры и тонометры (приборы для измерения артериального давления. Так, по оценкам специалистов, ежегодно только на предприятиях Москвы выходит из строя 6—7 млн шт. люминесцентных лампа эти лампы также используют в общественных зданиях, учебных заведениях, лечебных учреждениях ив жилых домах (преимущественно для освещения подъездов, где их ежегодно заменяют на новые в количестве около 2 млн шт./г.). Каждая люминесцентная лампа, кроме стекла и алюминия, содержит до 100 мг ртути, следовательно, в 1 млн отработавших ламп находится около 100 кг этого металла. Если лампа разбивается, ртуть попадает в воздух. В большинстве случаев отработавшие свой срок ртутьсодержащие приборы выбрасывают вместе сбытовыми отходами в контейнеры для мусора. При вывозе ТБО на свалки лампы и приборы чаще всего разби- 1960 1970 1980 1990 1993 2000 гг. Вторичное использование и переработка Сжигание Захоронение 3. Диаграмма изменения пропорций между методами удаления ТБО в США 1 Люминесцентные лампы, в сравнении с лампами накаливания, имеют в несколько раз больший срок службы и почти вдвое больший КПД — долю энергии, преобразованную из электрической в световую форму. 9 . 1 . Антропогенное воздействие на биосферу 4 2 3 ваются, и ртуть может свободно поступать в почву, грунтовые воды и испаряться в атмосферу. Среднесуточная предельно допустимая концентрация (ПДК СС ) паров ртути составляет 0,0003 мг/м 3 . Проведенные в х годах прошлого века обследования ряда больниц МосКг вы показали примерно в 10% больничных палат превышение значений ПДК ртути. В ряде случаев загрязнение ртутью доходило до 10 ПДК. Высокие (до 20 ПДК) концентрации паров ртути были обнаружены также в физических и химических кабинетах некоторых школ старой постройки. Проблеме сбора, хранения и переработки изделий, содержащих ртуть, уделяется повышенное внимание во всем мире. Обезвреживание ртутных ламп должно осуществляться только на предприятиях, где на специальном оборудовании люминофор (концентрирующий на своей поверхности ртуть) отделяется от стеклобоя и металла и далее в виде ртутного концентрата отправляется на повторное использование. Объем собираемых и обезвреживаемых люминесцентных ламп в Москве в настоящее время превышает 40% от образующихся в промышленном секторе, что сопоставимо с уровнем большинства европейских стран. Однако в жилищно-ком мунальном секторе сбор ртутьсодержащих отходов пока не налажен в достаточной мере. Выявлены случаи накопления больших количеств ртутных ламп и приборов учебными и медицинскими учреждениями, торговыми организациями. В результате они часто попадают в контейнеры сбытовым мусором, а затем на городские свалки. Проблеме загрязнения ртутью было уделено серьезное внимание и ситуация в Москве стала улучшаться. К сожалению, первые успехи в области сбора и обезвреживания ртуть содержащих ламп и приборов, достигнутые в Москве за последние годы, нехарактерны для многих других городов и регионов страны. 9.1.4. Воздействие на биосферу физических факторов На биосферу Земли постоянно воздействуют, наряду с химическими, многочисленные физические факторы. Значимость воздействия этих факторов антропогенного происхождения достаточно ощутима и продолжает увеличиваться, а в ряде случаев физическое воздействие на конкретные экосистемы зна- 4 2 4 Глава 9. АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ чительно превышает химическое. Наиболее широко известны примеры радиационного загрязнения. Физическое загрязнение связано с отклонением за пределы нормального диапазона колебаний параметров (уровня) физических абиотических факторов среды обитания. Теоретически это относится абсолютно ко всем климатическими топографическим экологическим факторам. Реально в наше время ощущается антропогенное воздействие на такие физические факторы, как температура, уровень звука и вибрации, интенсивность различных электромагнитных излучений, включая ионизирующее и световое. Это воздействие стало столь значительно, что соответствующие физические загрязнения выходят за рамки локальных и ощущаются на глобальном уровне. Тепловое загрязнение Оно является результатом рассеивания во кружа ю щей природной среде теплоты, выделяющейся в многообразных тепловых процессах, прежде всего связанных со сжиганием топлива. По существующим оценкам ежегодно в мире сжигается до 5 млрд т угля, 3,2 млрд т нефти, те. высвобождается более 2 • 1 0 2 0 Дж тепловой энергии, которая меняет температурный режим воздушной и водной среды, атак же динамику происходящих там процессов. Замена тепловых теплоэлектростанций на атомные, уменьшая до некоторой степени химическое загрязнение среды, одновременно увеличивает тепловое загрязнение. Так, при производстве 3,6 МДж электроэнергии на тепловой электростанции потери теплоты (отходы) в атмосферу и воду, используемую для охлаждения, составляют соответственно 1,67 и 0,565 МДж, а на атомной электростанции — 0,544 и 7,95 МДж. Помимо влияния на общебиосферный процесс глобального потепления тепловое загрязнение локально воздействует на водные экосистемы. Именно повышение температуры воды способствует превышению критических значений для стенотермных стадий жизненных циклов водных организмов усилению восприимчивости организмов кто кси чески м веществам (непременно присутствующим в загрязненной воде замене обычной флоры водорослей менее желательными синезелеными водорослями (рис. 9.14); Стенотермный (от греч. stenos — узкий, ограниченный) — не выносящий колебаний температурных условий среды. Стенотермность характерна многим почвенными морским видам животных. 9 . 1 . Антропогенное воздействие на биосферу 4 2 5 снижению количества кислорода вводе из-за уменьшения его растворимости. В промышленных районах количество вырабатываемой энергии столь велико, что соизмеримо с интенсивностью излучения Солнца на эту же площадь (табл. 9.6). Поэтому там образуются острова тепла и формируется особый микроклимат. Это явление характерно для городов, крупных населенных пунктов и особенно для мегаполисов. Шумовое (акустическое) загрязнение Оно возникает в результате отклонения (в основном увеличения) интенсивности и повторяемости звуковых колебаний за пределы природного диапазона. Шумом называют любые звуки, мешающие жизнедеятельности организмов. Отсутствие шума особенно необходимо для животных, обменивающихся звуковой информацией, а также анализирующих звуки окружающей среды с целью получения информации, в том числе сигналов тревоги. Поскольку адаптация организмов к шуму практически невозможна, шумы являются серьезным загрязнителем среды обитания. Таблица Соотношение интенсивности видов энергии в промышленных районах Район Фэрбенкс, Аляска США) Рурская область ФРГ) Лос-Анджелес США) Берлин (ФРГ) Манхэттен, Нью-Йорк (США) Площадь, км 37 10 296 3500 650 59 Техногенная энергия, Вт/м 1 18,6 10,3 21,2 21,5 630,0 Излучение, Солнца, Вт/м 2 18,1 50,4 108,8 99,9 93,7 Для человека шум — общебиологический раздражитель, который в определенных условиях может влиять на все органы и системы организма (включая нервную систему, зрение, вестибулярный аппарат, пищеварение, обмен веществ и т. п. Наиболее полно изучено влияние шума на слуховой аппарат человека. 4 2 6 Глава 9. АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ 20 25 30 35 40 С Рис 9.14. Последовательность смены видового состава и формирования сообщества водорослей, вызываемая тепловым загрязнением по Н. Ф. Реймерсу) При шуме на уровне более 90 дБ у человека постепенно возникает ослабление слуха (тугоухость, нервно-психологиче ский стресс (сильное угнетение или, наоборот, сильное возбуждение нервной системы, язвенная болезнь, гипертония и т. д. При очень высоком шуме (более 110 дБ) возникает звуковое опьянение при шуме на уровне 120—130 дБ находится порог болевых ощущений, а далее начинается разрушение тканей тела, прежде всего слухового аппарата при шуме на уровне более 145 дБ у человека происходит разрыв барабанных перепонок. В субъективном восприятии шума значительную роль играет эмоциональный фактор. Женщины менее устойчивы к сильному шуму, в условиях звукового дискомфорта у них быстрее возникают признаки неврастении. Поданным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) наиболее чувствительны к шуму такие операции, как слежение, сбор информации и мышление. Неблагоприятное воздействие шума зависит и от индивидуального отношения к нему так, интенсивные звуки, производимые самим человеком, не беспокоят его, а небольшой посторонний шум может вызвать сильный раздражающий эффект. Экологическое объяснение этого очевидно — х Звуковое опьянение — возбуждение, возникающее в результате резонанса клеточных структур под действием громких ритмичных звуков. 9.1. Антропогенное воздействие на биосферу 4 2 7 за миллионы лет эволюции человек, как и любой иной имеющий слух биологический вид, разделял звуки на хорошо слышимые собственные и преимущественно плохо слышимые посторонние. Последние воспринимались в качестве сигналов, в том числе и о возможной опасности, и требовали обязательной реакции. Отсутствие или нарушение нормального слуха гарантирует в природных условиях быструю гибель. Хорошо известно, что при потере зрения слуху человека обостряется. В соответствии с законами экологии и прежде всего с законом Шел форда любой фактор среды обитания, в том числе и физический, угнетающе действует на организмы биоценоза не только при избыточно большом значении, но и при его недостаточности. Полное отсутствие звуков воспринимается как ненормальная ситуация, ярко характеризуемая известными терминами пугающая и зловещая тишина. Наилучшие условия для отдыха (в частности, для сна) создаются при тихих звуках спокойной природы — тихий шелест листвы, негромкое пение птиц, слабые звуки морского прибоя. Известны примеры того, как один и тот же человек может полноценно отдыхать и даже спокойно спать при достаточно громких, но привычных ему звуках в хорошо знакомых условиях и никак не может заснуть в значительно более тихом, но новом месте. По субъективным ощущениям звуковое опьянение аналогично алкогольному и наркотическому. Оно является причиной широкого успеха шумной ритмичной музыки как в современных условиях, таки у дикарей. Кроме интенсивности звука, экологически значима и его частота. Внезапные резкие звуки переносятся особенно ло, если они имеют высокую частоту (диапазон 1—4 кГц для человека. Наиболее распространенный и мощный источник городского шума — транспорт, обычно создающий 60—80% шума, воздействующего на человека в местах его пребывания. Авиационный транспорт — источник антропогенного шума практически самого высокого уровня. Больший шум создается при старте космических ракет, при выстрелах и взрывах. При частотах звука ниже 20 Гц (в диапазоне инфразвука) наиболее заметные нарушения в жизнедеятельности организмов возникают из-за явления резонанса (резкого возрастания амплитуды колебаний) при совпадении частоты внешнего воздействия с частотой собственных колебаний отдельных внутренних органов. Так, у человека частоты 6—12 Гц соответствуют собственным колебаниям органов, а частота 4 2 8 Глава 9. АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ 7 Гц — а-ритмам мозга. Инфразвук большой мощности может вызвать остановку сердца человека. В природе инфразвуки обычно являются сигналами о приближающихся землетрясениях, извержениях вулканов, перед штормами и прочими экстремальными природными явлениями, что побуждает животных к действиям в поисках спасения. Таким образом, антропогенные инфразвуки создают ощущение психологического дискомфорта, развивают безотчетное чувство страха. Подобную реакцию вызывают звуки пролетающих тяжелых вертолетов, движущихся тяжелых машин, работающих прессов и ряд иных источников. Ультразвуки (звуки с частотой более 16—20 кГц) антропогенного происхождения воздействуют практически только на локальном уровне например, известно вредное влияние, оказываемое ультразвуковой установкой на обслуживающий ее персонал. Специфической формой акустического загрязнения является звуковой удар ударная волна, возникающая при прохождении самолетом звукового барьера, когда его скорость становится больше скорости распространения звуковых волн в воздушной среде. Ударная волна с громоподобным звуком достигает поверхности Земли. Скачкообразное повышение избыточного давления определяет эффект внезапности, неожиданности, что вызывает реакцию беспокойства у живых организмов. Воздействие звукового удара кратковременно, возмущение длится около 0,2—0,3 с. Звуковой удар обычно сопровождается вибрацией отдельных элементов конструкций зданий и сооружений. У животных эта вибрация усугубляет реакцию на удара в костной природе она воздействует на неустойчивые элементы подстилающей земной поверхности, способствуя (ускоряя начало) сходу снежных лавин, камнепадами другим явлениям. Отдельные виды животных особенно чувствительны к звуковому удару. Это прежде всего скаковые лошади, северные олени, морские котики. Звуковые удары могут косвенно сказаться на потомстве птиц, гнездящихся на скалах. Изменений в поведении обитателей водной среды привоз действии звуковых ударов не отмечено, что, возможно, объясняется сильным ослаблением доходящей ударной волны. В целом вопрос считается малоизученными требует осторожного подхода при оценке воздействия звукового удара, особенно на человека. 9 . 1 . Антропогенное воздействие на биосферу 4 2 9 Вибрационное загрязнение Такое загрязнение является близким к шумовому и характеризуется в значительной мере аналогичными показателями. Основное различие заключается в том, что вибрация распространяется только в твердых телах, а звук — в любых средах. Поэтому на живые организмы вибрация воздействует только приповерхностном контакте через опорные поверхности. У человека под действием вибрации развивается особая вибрационная болезнь. Вибрация антропогенного происхождения, как и ультра звуки, в настоящее время оказывает только локальное воздействие на экосистемы. Преимущественно изучено и нормируется антропогенное вибрационное загрязнение среды обитания человека в процессе труда, а именно, производственно-транс портная вибрация. Электромагнитное загрязнение Оно возникает в результате изменения свойств среды и значительного (порой в сотни раз) превышения интенсивности излучения антропогенных источников относительно природного фонового излучения. Особенно важное значение оно приобретает в связи с интенсивным развитием электронных систем управления, работа которых может быть серьезно дезорганизована. Существенная особенность искусственных источников электромагнитного загрязнения биосферы в отличие от природных — высокая когерентность (частотная и фазовая стабильность) и большая интенсивность излучения в тех или иных областях частотного спектра. Эффект биологического действия зависит от количества поглощенной энергии, частоты и геометрических размеров поглощающего объекта. В диапазоне сверхвысоких частот (СВЧ) поглощается 40—50% падающей энергии (остальное отражается, глубина проникновения в биологические ткани равна примерно 1/10 длины волны. Неионизирующие излучения поглощаются биологическими системами при этом электромагнитная энергия трансформируется в кинетическую, вызывая общий нагрев тканей по всей глубине проникновения внутрь организма. Если количество поступающей энергии превышает допустимое количество энергии, которое может быть отведено механизмом терморегуляции теплокровных животных, то ее избыток вызывает постепенное повышение температуры тела. Это сначала ведет к нарушению функционирования соответствующих органов, 1 Диапазон частот 3 • 1 0 8 — 3 • 1 й Гц (300 МГц — 300 ГГц. 4 3 0 Глава 9. АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ а в предельном случае возникают очаги локального распада биологических тканей. Тепловые процессы, происходящие при воздействии электромагнитных полей на биологические ткани, используют при создании современных бытовых СВЧ-печей. Помимо термического действия, переменные электромагнитные поля оказывают и сложное биологическое действие, в значительной степени зависящее от частоты колебаний с повышением частоты (уменьшением длины волны) биологическое действие становится более выраженным. Наиболее высока чувствительность организмов к многократным воздействиям электромагнитных полей, когда начинает проявляться кумулятивный эффект реакция возникает в результате ряда действий, каждое из которых самостоятельно не вызывает реакции. Такие суммарные эффекты наблюдаются и при длительном непрерывном воздействии электромагнитных излучений. При комбинированном воздействии электромагнитных полей и других неблагоприятных физических факторов (шум, тепловое воздействие) отмечается снижение приспособляемости организма человека к ним. Мощные антропогенные источники электромагнитного излучения — современные линии электропередач (ЛЭП) с открытыми распределительными устройствами, телерадиоцентры и ретрансляторы, радиолокаторы, радиотехническое и радиотрансляционное оборудование систем управления воздушным движением, навигацией и посадкой в авиации, объекты систем противовоздушной обороны, а также другие гражданские и военные устройства и объекты. Ионизирующее (радиационное) загрязнение биосферы. Это загрязнение связано с превышением естественного уровня ионизирующих излучений. Оно началось в 1933 г, когда приступили к планомерным работам по изучению радиоактивности. Ионизирующее загрязнение включает и радиоактивное загрязнение среды из-за превышения природного уровня содержания радиоактивных веществ. Источники ионизирующего загрязнения — это предприятия атомной промышленности и энергетики, медицинские, биологические и другие учреждения, использующие радиоактивные препараты и изотопы, приборы медицинской и технической (рентгеновской) диагностики, а также ядерные взрывы. Искусственное ионизирующее излучение (электроны, позитроны, протоны, нейтронные и другие атомные ядра и элементарные частицы, а также электромагнитное излучение гамма, 9 . 1 . Антропогенное воздействие на биосферу 4 3 1 рентгеновского и оптического диапазонов) возникает преимущественно на созданных человеком ускорителях заряженных частиц. С развитием телевидения и особенно с широким внедрением компьютерной техники (в том числе с появлением ее в быту) обострилась проблема воздействия ионизирующих (в том числе рентгеновских) излучений на человека, потому что элек тронно-лучевые трубки телевизионных приемников и видео мониторов являются источниками этих излучений. Количество радиоактивных изотопов, включающихся в пищевые цепи, определяется не только тем, сколько их выпало из воздуха или слито в водоем, но также структурой экосистемы и особенностями ее биохимических циклов. В малокормных местообитаниях в пищевые цепи включается большая доля изотопов. В богатой среде высокая скорость обмена и большая сорбирующая емкость почвы или донных отложений обеспечивают значительное разбавление загрязнений. В растения они попадают в относительно небольшом количестве. По пищевым цепям радиоактивные изотопы доходят и до человека. Мощные источники радиоактивных отходов — исследовательские технологические и энергетические ядерные реакторы, заводы по переработке ядерных материалов, атомные электростанции (АЭС. К началу х годов XX в. в мире действовало более 350 энергетических реакторов общей мощностью более 250 млн кВт. Доля ядерной энергетики к концу XX в. приближалась к 20% общей мировой выработки электроэнергии. В некоторых странах АЭС превалируют среди прочих источников электроэнергии. В 1986 г. в Швейцарии на них вырабатывалось 39% электроэнергии, в Бельгии — 50%, во Франции — до 80%. Причина заключается в ряде значительных экологических преимуществ АЭС перед иными традиционными источниками энергии и особенно перед тепловыми электростанциями, работающими на угле. Так, известно, что активность радионуклидов, содержащихся в 1 кг угля, в среднем составляет урана — до 50 Б к, тория — около 300 Бк, калия Бк:. В угольных шлаках концентрация радиоактивных веществ может быть еще больше, в связи с чем их использование как наполнителей в бетонных конструкциях нежелательно. Повышенный радиационный фон — характерное 1 Активность ядерных превращений радионуклидов. Измеряется в беккерелях (Бк); 1 Бк = 1 распад/с. 4 3 2 Глава 9. АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ явление для территорий, прилегающих к крупным угольным теплоэлектростанциям. Тем не менее использование человеком атомной энергии таит в себе большие проблемы, главные из которых — утилизация отработанного ядерного топлива и аварии с утечкой в окружающую природную среду радиоактивных веществ. Одно из самых радиационно грязных мест на планете — озеро Карачай под Челябинском. В него соседний с озером комбинат Маяк сбросил радиоактивных веществ враз больше, чем их попало в ОС при аварии на Чернобыльской АЭС. В конце х годов зона радиационного влияния озера начала распространяться в сторону речки Мишляк, которая через реки Теча, Тобол и Обь связана с Северным Ледовитым океаном. Кроме того, во всем мире для бытовых и медицинских целей широко используют потребительские товары, содержащие естественные радионуклиды. К ним относятся часы со светящимся циферблатом, содержащие радий, специальные оптические приборы, аппаратура, применяемая в аэропортах и при таможенном досмотре, аппаратура медицинской рентгеноскопии и др. 9.1.5. Энергопотребление и биосфера За всю историю существования человечество израсходовало около 900—950 тыс. ТВт-ч 1 энергии всех видов. Исторически развитие (увеличение) потребления энергии на планете шло неравномерно. На графике (рис. 9.15) показано, что резкое возрастание потребления энергии началось в XX в, причем 2 / 3 израсходованной человеком энергии приходится на последнюю половину века. Важная особенность современного потребления энергии — его неравномерность для жителей разных стран. В доисторическую эпоху каждый человек, использовавший лишь свою мускульную силу, тратил приблизительно одинаковое количество энергии. В наше время неравномерность удельного потребления энергии огромна и для различных стран она достигает соотношения 1 : 40, при этом неравномерность потребления электроэнергии еще больше. В Скандинавии на одного жителя приходится более 14 000 кВт ч электроэнергии в года в Индии — около 100 кВт ч. 1 ТВт — тераватт, где тпера — приставка, соответствующая множителю 1 0 1 2 9 . 1 . Антропогенное воздействие на биосферу 4 3 3 Века Годы Рис. 9.15. Изменение расхода энергии на нужды человечества за последние 2 тыс. лет (по В. А. Веникову) Уровень жизни населения разных стран напрямую зависит от обеспеченности энергией (рис. 9.16). В тоже время удельное потребление энергии определяется рядом факторов, главным образом климатических. Так, в нашей стране в середине х годов XX в. на единицу национального дохода тратилось топливных ресурсов в 4,5 раза больше, чем в США, ив раз больше, чем в Японии. Это связано стем, что Россия — самая холодная из обитаемых стран. Эффективно используемая (густонаселенная) территория Финляндии, Норвегии, Исландии и Канады имеет значительно более мягкий климат, чем Россия. Увеличение расходования энергии происходит с развитием цивилизации. Технический прогресс и развитие общества с доисторических времен были связаны с количеством и качеством используемых энергоресурсов. Освоение природных энергетических ресурсов стимулировало создание машин, позволивших переложить на них значительную часть физического, а в наше время и умственного труда. Совершенствование машин все больше и больше освобождало человека для творческой работы, занятий науками, искусством, литературой — всего того, что принято называть культурой. Достигнутый уровень техники позволил использовать качественно новые виды энергии, в первую очередь электрической. Основными отличительными особенностями электроэнергии является возможность легкой передачи на большие расстояния и относительная простота преобразования ее в другие виды энергии при малых потерях. 4 3 4 Глава 9. АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ Без электроэнергии жизнь современного общества невозможна. Печальным примером этого служит авария 1965 г. в США, когда значительная часть территории страны, включая Нью-Йорк, нач полностью оказалась без электроэнергии. Жизнь в крупных городах была парализована остановился транспорт, перестали работать лифты, установки кондиционирования воздуха, погас свет, отключились все виды связи. Предприятия прекратили работу, в городе начались происшествия и преступления. Авария принесла большие материальные убытки и тяжелые моральные потрясения. |