<<
>>

НЕГАТИВНОЕ ВЛИЯНИЕ ТЕХНОСФЕРЫ НА ПРИРОДНУЮ СРЕДУ И ЗДОРОВЬЕ ЛЮДЕЙ


Негативное воздействие техносферы на человека. Известны ситуации (табл. 15.2), когда загрязнение атмосферного воздуха или водоемов приводило к заболеваниям или смерти значительного числа людей. В кризисных регионах в последние десятилетия появились приоритетные заболевания, о чем свидетельствуют данные табл.
15.3.
Таблица 15 2. Отделные случаи чрезмерно высоких загрязнений кошкшент биосферы я их последствия [2]

Место х год

Вредный фактор

Патология, обусловленная загрязнением

Число пострадавших

Лондон,

Велико-

Сильное загрязне-

Увеличение числа

3 тыс. случаев

британия, 1952

ние воздуха SOj и

случаев заболеваний

смерти



взвешенными части-

сердца и легких




нами серы



Мина мата, Яш-

Загрязнение моря

Н е врологическое

200 случаев тяже-

кия, 1956


и рыбных продуктов

заболевание, «Бо-

лых заболеваний



ртутью

лезнь Мина мата»


Бхопал,

Индия,

Сильное загрязне-

Острые заболева-

2 тыс. случаев

1985


ние воздуха метил-

ния легких

смерти, 200 тыс. слу-



изоцианатом


чаев отравлений

Таблица 15.3. Влияние состава атмосферного воздуха ка здоровье людей

Группа болезней

Показатели среднемесячной заболеваемости взрослого населения на 1 тыс. чел.


Средний показатель

г. Липецк

г. Березники

Злокачественные новообразования

0,25

0,48

0,32

Болезни эндокринной системы

0,26

1,09

0,30

Болезни органов пищеварения

1,9

12,11

6,64

Болезни органов дыхания

14,7

32,29

24,96

Группа болезней
Показатели среднемесячной заболеваемости взрослого населения на 1 тыс.
чел.
Средний пока* зет ель г. Липецк г. Березники
Болезни системы кровообращения 3,06 18,85 11,70
Болезни кожи 0,76 2,4 1,3
Болезни органов чувств 1.18 4,1 3,2

Примечание. Превышение ПДК вредных веществ в воздухе г. Липецк достигало 2.6 раз; г. Березники -- 2...4 раза.


Кроме прямого негативного воздействия на человека токсичных веществ, поступающих в среду обитания селитебных зон, существуют и вторичные воздействия. Эти явления и воздействия возникают из-за поступления в окружающую среду {прежде всего в атмосферный воздух) избыточного количества техногенных выбросов. В настоящее время широко известны и достаточно изучены ряд явлений: образование фотохимического смога; выпадение кислотных дождей; возникновение парникового эффекта; разрушение озонового слоя.

Фотохимический смог. Общая схема реакций образования фотохимического смога сложна и в упрощенном виде может быть представлена реакциями

«Смог» весьма токсичен, так как его состав обычно находится в пределах: 03 — 60...75 %; ПАН, Н202, альдегиды и др25...40 %.
Для образования «смога» необходимо наличие в атмосфере в солнечную погоду оксидов азота, углеводородов (их выбрасывают в атмосферу автотранспорт, промышленные предприятия). Характерное распределение фотохимического смога по времени суток показано на рис. 15.3, а его воздействие на человека и растительность в табл. 15.4.

Таблица 15.4. Воэдойстме фотохимических оксидантов на человека в растительность

Концентрация

Экспозиция, ч

Эффект воздействия

мкг/м3

млн 1



100

0,05

4

Повреждение растительности

200

0,1


Раздражение глаз

250

0,13

24

Обострение респираторных заболеваний

600

0,3

1

Ухудшение спортивных показателей

П р’и мечанне В России принято выражать концентрации газообразных примесей в мг/н\ а за рубежом — в частях на миллион (млн-1, ррт). Для перевода концеггграций с. выраженных в мг/м . в млн'1, необходимо использовать соотношение с (ыг/м1) = с (млн1). А//24.5, где М — молярная масса примесей, г/моль; 24,5 — объем (л) 1 моль идеального газа прн температуре 25 °С и давлении L05 Па. Для О, при т= 25 °С 1 млн"1 * 1,962 мг/м3.

Фотохимические смоги, впервые обнаруженные в 40-х гадах XX в. в Лос-Анджелесе, теперь периодически наблюдаются во многих городах мира.
Кислотные дожди известны более 100 лет, однако проблема кислотных дождей возникла около 20 лет тому назад. Впервые выражение «кислотный дождь» использовал Роберт Ангус Смит (Великобритания) в 1872 г.
Источниками кислотных дождей являются газы, содержащие серу и азот. Наиболее важными из них являются: S02, NO*, H2S. Кислотные дожди возникают из-за неравномерного распределения этих газов в атмосфере. Так, например, концентрации S02, мкг/м}, обычно таковы:
Расстояние от города, км ....              lt;1              gt;.50              gt;150
Концентрация S02              50,.,1000              10...50              0,1...2
Основными реакциями в атмосфере являются:
              вариант



(молекулы в атмосфере быстро конденсируются в капли); II вариант






Обе реакции в атмосфере идут одновременно. Для сероводорода характерна реакция              _и далее I или II вариант
реакции.
Источники поступления соединений серы в атмосферу:



Концентрации соединений азота, мкг/м3, составляют:

Из соединений азота основную долю кислотных дождей дают NO и N02- В атмосфере возникают реакции;

Источники соединений азота:
Естественные (почвенная эмиссия, грозовые разряды,
горение биомассы и др.)                                           63%
Антропогенные (ТЭС, автотранспорт, промышленность)              37 %
Всего:              51..61 млн. т/гоя
Отметим, что серная и азотная кислоты поступают в атмосферу также в виде тумана. В городах их концентрация достигает 2 мг/м\ Соединения серы и азота, попавшие в атмосферу, вступают в химическую реакцию не сразу, сохраняя свои свойства соответственно в течение * 2 и 8... 10 сут. За это время они могут вместе с атмосферным воздухом пройти расстояния до 1000...2000 км и лишь после этого выпадают на земную поверхность в виде кислотных дождей.
Различают два вида седиментации: влажную и сухую. Влажная — это выпадение кислот, растворенных в капельной влаге, она возникает при влажности воздуха 100,5 %; сухая — реализуется в тех случаях, когда кислоты присутствуют в атмосфере в виде капель диаметром около 0,1 мкм. Скорость седиментации в этом случае весьма мала и капли могут покрывать весьма большие расстояния (следы серной кислоты обнаружены на Северном полюсе).
Различают прямое и косвенное воздействия кислотных осадков на человека. Прямое воздействие обычно не представляет собой опасности, так как концентрации кислот в атмосферном воздухе не превышают 0,1 мг/м\ т. е. находятся на уровне ПДК (ПДК« = 0,1 и ПДК*Р= = 0,3 мг/м3 для H2S04). Такие концентрации нежелательны лишь для детей и астматиков.
Прямое воздействие представляет собой опасность для металлоконструкций (коррозия со скоростью до 10 мкг/год), зданий, памятников и т. п., особенно из песчаника и известняка из-за разрушения карбоната кальция.
Наибольшую опасность кислотные осадки представляют при их попадании в водоемы и почву, что приводит к уменьшению pH воды (pH = 7 — нейтральная среда). От значения pH воды зависит растворимость алюминия и тяжелых металлов в ней и, следовательно, их накопление в корнеплодах, а затем и в организме человека. При изменении pH воды меняется структура почвы и снижается ее плодородие. Снижение pH питьевой воды способствует прямому поступлению в организм человека указанных выше металлов и их соединений.
В нашей стране повышенная кислотность осадков (pH = 4...5,5) отмечается в отдельных промышленных регионах. Наиболее неблагополучными являются города Тюмень, Тамбов, Архангельск, Северодвинск, Вологда, Петрозаводск, Омск и др. Плотность выпадения осадков серы, превышающая 4 т/(км^/год), зарегистрирована в 22 городах страны, а в 4 городах —более 8...12 т/(км2/год): Алексин, Новомосковск, Норильск, Магнитогорск.
Парниковый эффект. Состояние и состав атмосферы определяют во многом процессы лучистого теплообмена между Солнцем и Землей. В тепловом балансе Земли теплота солнечной радиации является определяющей, поскольку нд ее долю приходится основная часть поглощаемой биосферой теплоты, что следует из теплового баланса биосферы:
Дж/гзд %
Теплота от солнечной радиации 25 • 10И 99,8
Теплота от естественных источников (из недр Земли, от животных и др.) 37,46 • 1010 0,18
Теплота от антропогенных источников (энергоустановки, пожары и др.) 4,2 • 10м 0,02

Экранирующая роль атмосферы в процессах передачи теплоты от Солнца к Земле и от Земли в Космос влияет на среднюю температуру биосферы, которая длительное время находилась на уровне около + 15°С. Расчеты показывают, что при отсутствии атмосферы средняя температура биосферы составляла бы приблизительно — 15 °С.
Основная доля солнечной радиации передается к поверхности Земли в оптическом диапазоне излучений, а отраженная от земной поверхности — в инфракрасном. Поэтому доля отраженной лучистой энергии, поглощаемой атмосферой, зависит от количества многоатомных минигазов (С02, Н20, СН4, 03 и др.) и пыли в ее составе. Чем больше концентрация минигазов и пыли в атмосфере, тем меньше доля отраженной солнечной радиации уходит в космическое пространство, тем больше теплоты задерживается в биосфере за счет «парникового эффекта». Отраженное ИК-излучение поглощается метаном, фреона- ми, озоном, оксидом диазота и т. п. в диапазоне длин волн от 1 до 9 мкм, а парами воды и углекислым газом — при длинах волн 12 мкм и более. В последние годы наметилась тенденция к значительному росту концентраций С02, СН4, N20 и других газов в атмосфере. Рост концентраций углекислого газа в атмосфере можно проследить по следующим данным:

Год

1850

1900

1970

1979

1990

2000

2030

2050

Концентрация, млн.’1 . . . , .

260

290

321

335

360

380

50...600

700...750

Аналогично-изменяются концентрации метана, оксида диазота, озона и других газов. Рост концентраций С02 в атмосфере происходит из-за уменьшения биомассы Земли и из-за техногенных поступлений.
Источниками техногенных «парниковых» газов являются: энергетика, промышленность (на их долю приходится до 50 %) и автотранспорт (до 50 %), выделяющие С02; химические производства, утечки из трубопроводов, гниение мусора и отходов животноводства — СП,; холодильное оборудование, бытовая химия — фреоны; автотранспорт, ТЭС, промышленность — оксиды азота и т. п.
Техногенные парниковые газы способствуют увеличению теплоты биосферы на величину порядка 70 -1020 Дж/год, при этом вклад отдельных газов распределяется следующим образом, %: С02 — 50; СНЧ — 20; фреоны — 15; N20 (оксид диазота) — 10; 03 — 5. Доля парникового эффекта в нагреве биосферы в 16,6 раза больше доли других источников антропогенного поступления теплоты.
Рост концентраций минигазов в атмосфере и, как следствие, повышение доли теплоты ИК-иэлучения, задерживаемого атмосферой, неизбежно сопровождается ростом температуры поверхности Земли. В . 1940 гг. средняя температура в Северном полушарии возросла на 0,4 °С, а в период до 2030 г. она может повыситься еще на 1,5...4,5 вС. Это весьма опасно для островных стран и территорий, расположенных ниже уровня моря. Есть прогнозы, что к 2050 г. уровень моря может повыситься на 25...40 см, а к 2100 — на 2 м, что приведет к затоплению 5 млн. км2 суши, т. е. 3 % суши и 30 % всех урожайных земель планеты.
Парниковый эффект в атмосфере — довольно распространенное явление и на региональном уровне. Антропогенные источники теплоты (ТЭС, транспорт, промышленность), сконцентрированные в крупных городах и промышленных центрах, интенсивное поступление парниковых газов и пыли, устойчивое состояние атмосферы создают около городов пространства радиусом до 50 км и более с повышенными на .5 °С температурами и высокими концентрациями загрязнений. Эти зоны (купола) над городами хорошо просматриваются из космического пространства. Они разрушаются лишь при интенсивных движениях больших масс атмосферного воздуха.
Озоновый слой. Техногенные загрязнения атмосферы не ограничивают свое негативное влияние только приземной зоной. Определенная доля примесей поступает в озоновый слой и разрушает его. Разрушение озонового слоя опасно для биосферы, так как оно сопровождается значительным повышением доли ультрафиолетового излучения с длиной волны менее 290 нм, достигающего земную поверхность. Эти излучения губительны для растительности, особенно для зерновых культур, представляют собой источник канцерогенной опасности для человека, стимулируют рост глазных заболеваний.
Основными веществами, разрушающими озоновый слой, являются соединения хлора и азота. По оценочным данным, одна молекула хлора может разрушить до 105 молекул, а одна молекула оксидов азота — до 10 молекул озона.
Источниками поступления соединений хлора и азота в озоновый слой могут быть: вулканические газы, технологии с применением фреонов; атомные взрывы; самолеты («Конкорд», военные), в выхлопных газах которых содержатся до 0,01 % от общей массы газов соединения NO и N0»; ракеты, содержащие в выхлопных газах соединения азотв и хлора. Состав выхлопных газов космических систем (т) на высоте 0...50 км приведен в табл. 15.5.
Таблица 15.5. Состав выхлопных газоа космических систем

Космическая система

Соедине-

Оксиды

Пары во-

Оксиды уг-

Оксиды


ння хлора

азота

ды, водо- оод

лерода

алюминия

«Энергия» и «Буран», СССР

0

0

740

750

0

«Шаттл», США

187

7

378

512

177

Значительное влияние на озоновый слой оказывают фреоны, продолжительность жизни которых достигает 100 и более лет. Источниками поступления фреонов являются: холодильники при нарушении герметичности контура переноса теплоты; технологии с использованием фреонов; бытовые баллончики для распыления различных веществ и т. п.
По оценочным данным, техногенное разрушение озонового слоя к 1973 г. достигло 0,4.„1 %; к 2000 г. ожидается 3 %, а к 2050— 10 %. Ядерная война может истощить озоновый слой на 20...70 %. Заметные негативные изменения в биосфере ожидаются при истощении озонового слоя на уровне 8..Л0 % от общего запаса озона в атмосфере, составляющего около 3 млрд. т. Заметим, что один запуск ракеты «Шаттл* сопровождается разрушением около 0,3 % озона, что составляет около 107 т озона.
Чтобы оценить масштабность и реальную опасность воздействия негативных факторов на здоровье людей, обратимся к данным, приведенным в табл. 15.6.
Таблица 15.6. Число погибших от воздействия неглавных факторов в 1990 г., чел.

Число негативных факторов

В мире

В Российской Федора* цин

Промышленное производство

200 000

8 234

Региональное загрязнение воды, возду* хо, продуктов питания

1 600 000

44 800 (расчетные данные)

Стихийные явления

140000

-

Чрезвычайные ситуации

-

1 224 (1993 г.)

Принудительная гибель людей, занятых в сфере производства, ежегодно находится на уровне 5000 человек, что составляет около 0,24 % от числа умерших естественной смертью в тот же период; из-за загрязнения среды обитания и продуктов питания ежегодно умирает %, а в результате техногенных катастроф — 0,06 %.
О              чем говорят эти проценты? В экологии для описания устойчивости природных процессов используют правило 1 и 10 % (точки Пастера). Отклонения до I % от положения устойчивого равновесия свидетельствуют о возможности сохранения состояния устойчивости процессов. Отклонения в I % и более — о начале выхода системы из состояния устойчивости, а при отклонениях более 10 % системы и процессы попадают в ситуацию саморазрушения. Из сказанного выше следует, что принудительная смертность людей из-за плохого состояния компонент, среды обитания достигла опасных уровней и в случае непринятия экстренных мер грозит потерей устойчивости в процессе выживаемости населения России.
Разрушение природных зон. При создании производственных и селитебных зон природная среда полностью или частично замещается техносферой (строения, дороги, коммуникации и т. п.); при градостроительстве элементы природной среды частично сохраняются — зеленые зоны, сады, водоемы и др. Однако в основной своей части природная среда в городах оказывается нарушенной.
Обычно в городах под постройками и транспортными магистралями находится до 70...80 % всей территории города, а доля зон отдыха и зеленых насаждений составляет не более 20 %. В то же время известно, что для длительного сохранения элементов природной среды в условиях города необходимо, чтобы доля застройки и транспортных магистралей не превышала 50 % от всей территории города.
Применительно к взаимодействию природной среды с техносферой следует учитывать закон растворения системы в чужой среде — принцип деградации (Хильми Г.Ф.): «Чем выше разница между островной биосистемой и ее окружением, тем быстрее происходит деградация биоты». При этом взаимодействие систем, как правило, бывает кратковременным и неизбежно сопровождается разрушенйем природной среды.
Принцип деградации имеет значение не только для островных биотических систем, он распространяется и на граничные зоны между техносферой и биосферой. Чем ближе природная зона расположена к техносфере, тем больше проявляется разрушительное влияние техносферы на биосферу. Основные структурные связи, потоки веществ и энергии, состояние элементов биоты в промышленно-городской техносфере показаны на рис. 15.4,
Влияние техносферы промышленно-городской зоны обычно сказывается на природной зоне в радиусе до 30...50 км, на глубине до 4 км и на высоте до 3 км от центра зоны. Примерами значительного негативного влияния промышленных зон на природную среду служат ситуации, связанные с развитием и функционированием гг. Норильск, Мончегорск и др. 
<< | >>
Источник: Под общ. ред. С.В. Белова. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для студентов средних спец. учеб. заведений. 2003 {original}

Еще по теме НЕГАТИВНОЕ ВЛИЯНИЕ ТЕХНОСФЕРЫ НА ПРИРОДНУЮ СРЕДУ И ЗДОРОВЬЕ ЛЮДЕЙ:

  1. 11.2. Показатели негативного воздействия на окружающую среду
  2. 9.4. Влияние энергетического предприятия на окружающую среду
  3. 9.7. Влияние машиностроительного предприятия на окружающую среду
  4. 9. ВЛИЯНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
  5. Негативное влияние конкуренции
  6. Негативное влияние телевидения
  7. 9.3. Влияние металлургического предприятия на окружающую среду
  8. СОКРЫТИЕ ИНФОРМАЦИИ ОБ ОБСТОЯТЕЛЬСТВАХ, СОЗДАЮЩИХ ОПАСНОСТЬ ДЛЯ ЖИЗНИ ИЛИ ЗДОРОВЬЯ ЛЮДЕЙ (ст. 237 УК РФ).
  9. Влияние среды обитания на здоровье человека
  10. § 2. Влияние природных условий на историю страны.
  11. НАРУШЕНИЕ РЕЖИМА ОСОБО ОХРАНЯЕМЫХ ПРИРОДНЫХ ТЕРРИТОРИЙ И ПРИРОДНЫХ ОБЪЕКТОВ (ст. 262 УК РФ).
  12. Право на благоприятную окружающую среду
  13. Кратковременные реакции на среду
  14. НЕГАТИВНЫЕ РАССПРОСЫ
  15. 1.8. Воздействие общественного производства на окружающую среду
  16. Третий этап. Выражение негативных переживаний
  17. 5. Негативные требования
  18. НЕГАТИВНОЕ ЗАЯВЛЕНИЕ
  19. Маркетинговые результаты негативного воздействия в продвижении
  20. ГЛАВА ТРЕТЬЯ ВЛИЯНИЕ ФРАНКОВ НА ХАРАКТЕР ГАЛЛОВ. ВЛИЯНИЕ КЛИМАТА