Техносфера и техногенез. Этапы техногенеза. Объем и состав техносферы. Техногенный материальный баланс. Техногенез. Техносфера Сегодня происходит стремительное вытеснение экосферы техносферой и оно приближается к точке необратимости. Главная опасность этой ситуации состоит в сохранении взаимодействия между ростом народонаселения и потребления природных ресурсов Стремление человечества к удовлетворению своих потребностей привело к современному техногенезу. Современному этапу общественного развития предшествовала длительная история становления средств производства, техники и технологий - техногенез. Техногенез в истории цивилизации - это нарождение техники, создание человеком все более совершенных способов, орудий и устройств для воздействия на окружающий материальный мир с целью создания и потребления благ. Техногенез с экологической точки зрения - это порождение техники, последний по времени этап эволюции, обусловленный деятельностью человека и вносящий в биосферу вещества, силы и процессы, которые изменяют и нарушают ее равновесное функционирование и замкнутость биотического круговорота. Такое представление смыкается с понятием техногенеза, применяемым в геохимии (А.Е.Ферсман, 1937; А.И.Перельман, 1970). Этапы техногенеза Начало техногенезу положил первый костер, зажженный человеком. Применение огня расширило ареал человека, дополнило собирательство и охоту новыми приемами добывания, приготовления и запасания пищи, зародило возможность будущих термотехнологий. Уже в неолите возникли условия для развития ремесел и профессионального разделения труда. Но человек еще не научился трансформировать энергию огня. Это была эпоха мускульной энергетики, когда в распоряжении человека были только собственная сила, а затем и сила прирученных животных, а также простые механизмы - преобразователи мускульной силы. Начиная с VIII-XI в. к ним добавляются изобретения, использующие силы воды и ветра. Наступила эпоха механоэнергетики на возобновимых ресурсах. Технические возможности человека расширились, и одновременно усилилось его давление на природу. Уже в эпоху Возрождения (XV-XVII вв.) рост населения, развитие ремесел и торговли, городов и дорог, географические открытия и завоевания, строительство, судостроение, военное дело ускорили освоение новых земель, сведение лесов и дали мощный толчок развитию рудного дела и металлургии, а затем и машин на механическом приводе. Однако наибольшее ускорение и экологическое значение техногенез приобрел с момента появления тепловых машин и начала использования ресурсов ископаемого топлива. Еще в преддверии промышленной революции, когда уже стал ощущаться дефицит древесного топлива и требовалось повышение эффективности земледелия (XVIII в.) одноступенчатые механические преобразователи природных сил перестали удовлетворять человека. Он постоянно нуждался в концентрации энергии, в повышении ее качества, в увеличении силы и мощности, прилагаемой к объектам деятельности. Появились первые преобразователи тепловой энергии. Наступила эпоха химической теплоэнергетики на невозобновимых энергоресурсах. Как только оказалось, что созданное и контролируемое человеком изделие машина, состоящая из топки, котла и парового двигателя, может развивать мощность многих лошадиных сил, направление общественного прогресса и дальнейших взаимоотношений человека с природой было однозначно предрешено. Недаром эпитафия на могиле Джеймса Уатта содержит слова: «...увеличил власть человека над природой...». С тех пор эта власть проявляется главным образом в потреблении природных ресурсов и загрязнении среды. Эпоха истощительной химической теплоэнергетики еще не закончилась, но уже надвинулась следующая - эпоха ядерной теплоэнергетики на невозобновимых ресурсах, грозящая еще более опасным загрязнением. XX век. Природопокорительская экспансия человечества постоянно нарастала. В XX в. вместе с демографическим взрывом происходит еще более мощный подъем техногенеза. Он обусловлен приростом реализуемых материалов, мощностей и материально-энергетических потоков, приходящихся в среднем на каждого жителя планеты. Общий масштаб этих потоков стал сопоставим с масштабом природных процессов. Наиболее характерные черты всемирного техногенеза в XX в. можно представить следующим образом: 1. За 100 лет мировое потребление энергии увеличилось почти в 14 раз (удвоение в среднем каждые 27 лет). Суммарное потребление первичных энергоресурсов превысило 400 млрд т условного топлива. С 1953 по 1972 г. ежегодный прирост энергопотребления был равен приросту валового мирового продукта и составлял 4,5%. С 1950 по 1985 г. среднее душевое потребление энергоресурсов удвоилось и достигло 68 ГДж/год. Это значит, что мировая энергетика росла вдвое быстрее, чем численность населения. 2. В структуре топливного баланса большинства стран мира произошел переход от преобладания дров и угля к преобладанию углеводородного топлива - нефти и газа (до 65%), а также к заметному вкладу гидроэнергетики и ядерной энергетики. Хозяйственное значение начинают приобретать альтернативные энергетические технологии. С 1950 по 1995 г. в 2 раза возросло преобразование топлива в электроэнергию. Среднее душевое потребление электроэнергии достигло 2400 кВт "ч/год. Это оказало большое влияние на структурные сдвиги в производстве и быте сотен миллионов людей. 3. Многократно увеличились добыча и переработка минеральных ресурсов - руд и нерудных материалов. Производство черных металлов возросло за столетие в 8 раз и достигло в начале 80-х годов 850 млн т/год. Еще интенсивнее был рост производства цветных металлов, в основном за счет начала и очень быстрого наращивания выплавки алюминия, составившей к концу 80-х годов 14 млн т/год. В 40-х годах началась и стремительно выросла промышленная добыча урана. Производство цемента за 90 лет выросло почти от нуля до 1 млрд т/год. 4. В XX в. значительно вырос объем и изменилась структура машиностроения в связи со станкостроением, развитием техники двигателей внутреннего сгорания, электротехники и автоматизации. Быстро увеличивались число и единичная мощность производимых машин и агрегатов. Появились и получили быстрое развитие такие отрасли, как производство средств связи, приборостроение, радиотехника, электроника, вычислительная техника. Преобладание транспортного машиностроения выразилось в более чем тысячекратном росте производства самодвижущихся транспортных единиц. Выпуск легковых автомобилей в 1998 г. достиг 45 млн. 5. Важной чертой современного техногенеза является интенсивная химизация всех отраслей хозяйства. За последние 50 лет было произведено и применено более 6 млрд т минеральных удобрений. Для различных целей в обиход было введено более 400 тысяч различных синтетических соединений. Начало массового производства многих продуктов крупнотоннажной химии, в частности, нефтехимии и оргсинтеза, относится к середине столетия. За 40 лет в десятки раз возросло производство пластмасс, синтетических волокон, синтетических моющих средств, пестицидов, лекарственных препаратов. 6. Научно-техническая революция в вооружении устранила географические и природные ограничения в применении военной техники. Космос и воздушное пространство, вода и подводное пространство, земная поверхность вплоть до полюсов холода и жары стали доступны для ведения боевых действий. Появление принципиально новых видов оружия массового поражения (ОМП) и их дальнейшая разработка на качественно иных физических принципах (создание кинетического, вакуумного; лазерного, биосферного, метеорологического и других видов ОМП; создание боевых космических систем направленной энергии; разработка методов очагового разрушения озонового слоя) создали непосредственную угрозу выживаемости человечества в термоядерную эпоху. О масштабе и скорости роста техносферы в XX в. дают представление некоторые данные табл. 1. Таблица 1 Рост техносферы в XX веке Показатель Начало века Конец века Валовой мировой продукт, млрддолл./год 60 25000 Энергетическая мощность техносферы, ТВт 1 14 Численность населения, млрд человек 1,6 6,0 Потребление пресной воды, км/год 360 5000 Потребление первичной продукции биоты, % 1 40 2 Площадь лесопокрытых территорий, млн км 57,5 50,0 2 Рост площади пустынь, млн км 1,7 Сокращение числа видов, % Площадь суши, занятая техносферой, % 20 -20 60 В первой половине XX в. была уверенность, что многие проблемы разрешатся с помощью техники. В течение века было зафиксировано множество открытий и изобретений, сменилось несколько поколений техники. Но убавилось ли у человека проблем? Техногенез, как и его инициатор - человек, стремится к занятию всевозможных «экологических ниш» и поэтому оказывает сильное влияние на экологию биосферы, вытесняя природные экологические системы и процессы. Смена этапов техногенеза, основных типов технологий происходит неизмеримо быстрее, чем сменяются «технологии» биотического круговорота в эволюции биосферы. Огромный технический потенциал человечества сам по себе обладает внутренней неустойчивостью. Из-за высокой концентрации в пределах биосферы и среды человека источников риска (все виды вооружений, отравляющие вещества и ядерное топливо) этот потенциал не только угрожает биосфере, но и включает потенциал самоуничтожения. Эта угроза не так уж легко осознается, поскольку в психологии масс она маскируется положительными результатами социального прогресса во второй половине столетия, когда возросли доходы населения, более эффективными стали системы здравоохранения и образования, улучшилось питание людей, увеличилась продолжительность жизни. В XX в. техногенез приобрел глобальный характер и качественно новую форму, способствуя быстрому расширению и распространению техносферы - совокупного результата хозяйственной деятельности человека. Техносфера Объем и состав техносферы. Мировое хозяйство можно рассматривать как видовую реализованную экологическую нишу человечества. По многим пространственным и потоковым параметрам она совпадает с биосферой, экологическая емкость которой ограниченна. Поэтому неизбежны конкурентные отношения между активными элементами техногенной среды и биосферы, между общественным производством и планетарной биотой. Хотя эти отношения намного сложнее, чем межвидовые взаимоотношения в природе, многие их черты выглядят как конкурентное вытеснение биосферы. Техносфера - это глобальная совокупность орудий, объектов, материальных процессов и продуктов общественного производства. Техносферу можно определить также как пространство геосфер Земли, находящееся под воздействием производственной деятельности человека и занятое ее продуктами. В XX в. человек раздвинул границы техносферы далеко за пределы биосферы - в ближний и дальний космос, в глубины земной коры, под дно океана, в субмолекулярный микромир, создав особую материально- энергетическую оболочку планеты. Она охватывает и пронизывает всю биосферу, особенно сильно на суше, и придает значительной части поверхности планеты совершенно особый облик. Вряд ли остались участки живой природы, которые не испытали бы на себе действие техногенеза. Мировое хозяйство стало не только глобальной технико-экономической, но и глобальной эколого-географической системой. По различным оценкам, общая масса техносферы в настоящее время составляет от 10 до 20 тыс. Гт. Основную ее часть образуют скопления горной массы, отработанных руд, перемещенных грунтов, производственных отходов, оставленные сооружения, развалины и т.п., т.е. накопившееся за всю историю человечества техногенное вещество. «Действующая» техносфера, т.е. используемые людьми в настоящее время основные производственные фонды, сооружения, орудия производства, предметы потребления, составляет малую часть общей массы - всего лишь (!) 150 - 200 Гт. В них, в свою очередь, преобладают капитальные сооружения со сроками амортизации во многие десятки лет. Наиболее активная часть техносферы, т.е. вся совокупность орудий производства, машин, механизмов, агрегатов, реакторов, действующих коммуникаций и т.п., имеет массу порядка 10-15 Гт и в настоящее время обновляется за средний срок порядка 10 лет. Техногенный материальный баланс. На рис. 1 представлена количественная схема современного техногенного круговорота веществ. Из 125 Гт ископаемых материалов и биомассы, мобилизуемых за год мировой экономикой, только 9,4 Гт (7,5%) преобразуется в материальную продукцию в процессе производства. Более 80% этого количества вновь возвращается в основные фонды производства. Только 1,6 Гт составляют личное потребление всех людей, причем 2/3 этой массы относится к неттопотреблению продуктов питания. Рис. 1. Схема глобального антропогенного материального баланса Наиболее серьезные проблемы связаны с потреблением биоресурсов, технической энергетикой и промышленным производством. Ежегодное изъятие не менее 10 Гт сухого вещества биомассы в виде сельскохозяйственной продукции, древесины и морепродуктов составляет более 7% продукции фотосинтеза на суше. Но кроме этого, за счет антропогенного уменьшения биомассы и продуктивности естественных экосистем, замещения их агроценозами, вырубки лесов, опустынивания, техногенной деградации и т.п. человек косвенно переводит в антропогенный канал еще 27-30% первичной продукции экосистем суши, в целом снижая продуктивность земной биосферы примерно на 12%. Именно это расценивается как самое главное вмешательство человеческого хозяйства в природные процессы. В добывающей и перерабатывающей промышленности мира за год образуется более 100 Гт твердых и жидких отходов; из них около 15 Гт попадает со стоками в водоемы, а остальное количество - 90 Гт/год добавляется к отвалам пустой породы, золо- и шлакоотвалам, к другим хранилищам и захоронениям промышленных отходов, к свалкам. Сжигание 12 Гт ископаемого топлива, сжигание и биологическое окисление более 7 Гт изымаемой растительной биомассы и другие производственные окислительные процессы отнесены в балансе к массообмену в атмосфере. Они сопряжены с потреблением 40 Гт кислорода и возвращением в атмосферу 52 Гт углекислого газа и других окислов. Вместе с ними в воздух попадают продукты неполного сгорания, различные пыледымовые аэрозоли, соли, а также значительная масса разнообразных летучих органических веществ, выделяющихся при производственных процессах и работе транспорта. Общая масса этих примесей достигает 1 Гт в год. Одновременно в среду выделяется более 530 ЭДж техногенной теплоты. Более подробно техногенные эмиссии и их воздействия на природные системы и окружающую среду рассмотрены в следующей главе. Наиболее существенным отличием техногенного массообмена от биотического круговорота является то, что техносферный круговорот веществ существенно разомкнут и в количественном, и в качественном отношении. Поскольку техногенный массообмен составляет заметную часть глобального круговорота веществ, своей разомкнутостью он нарушает необходимую высокую степень замкнутости биотического круговорота, которая выработана в процессе длительной эволюции и является важнейшим условием стационарного состояния биосферы. Это означает очень серьезное нарушение биосферного равновесия. О степени разомкнутости техногенного круговорота можно судить по его вмешательству в глобальный круговорот углерода. Непосредственная техногенная эмиссия СО2 в атмосферу составляет 30 Гт/год. К этому количеству добавляется еще по меньшей мере 3,5 Гт СО2, выделяющегося в результате изъятия фитомассы и эрозии почвы. Кроме этого, судя по массе сильных кислот, образующихся из техногенных оксидов серы и азота и выпадающих на землю в виде кислотных дождей, вытесняемый ими СО 2 из карбонатов и органики почвы дает еще минимум 1,5 Гт углерода. Таким образом, в результате непосредственного и косвенного вмешательства в природный круговорот углерода общее количество СО2, ежегодно выбрасываемого в атмосферу, достигло 35 Гт и на 10% увеличило планетарный обмен углерода. Казалось бы, при очень высокой замкнутости биосферного круговорота углерода и огромной буферной емкости биосферы и океана по связыванию атмосферного избытка СО2 это увеличение не должно приводить к нарушению равновесия. Более того, можно было бы ожидать улучшения углеродного питания растений и повышения их продуктивности. Но в действительности содержание СО2 в атмосфере на протяжении последних десятилетий неуклонно увеличивается. Следовательно, буферные системы биосферы и океана не справляются с регулированием равновесия потоков СО2. Это можно объяснить снижением ассимиляционного потенциала земной флоры (в основном из-за быстрого сокращения площади лесов) и значительным загрязнением суши и поверхности океана. Нарастание концентрации СО2 в атмосфере вместе с другими техногенными газами усиливает парниковый эффект, т.е. поглощение нижним слоем атмосферы инфракрасного излучения падающей на землю солнечной радиации. Это приводит к некоторому повышению средней температуры атмосферы, гидросферы и поверхности земли – так называемому глобальному потеплению. За последние 30 лет для нижних слоев атмосферы и поверхности суши оно составило 0,6°, что соответствует прибавке колоссального количества энергии. Повышение температуры способствует дополнительному выделению углекислого газа из воды, почвенной влаги, тающих льдов, отступающей вечной мерзлоты, поскольку растворимость СО2, в воде заметно снижается с повышением температуры. Кроме этого, техногенные кислотные осадки помимо прямого негативного действия на биоту вытесняют СО2 из карбонатов почвы, вод и грунтов. Возник порочный круг самоусиления парникового эффекта (рис 2). Таким образом современная техносфера не только вытесняет и замещает биосферу, но и нарушает средообразующую функцию биосферы, что еще опаснее. Эта опасность усугубляется тем, что техносфера не может существовать без биосферы, так как в огромной мере пользуется ее средой и ее ресурсами. Рис 2. Нарушение биотической регуляции круговорота углерода и самоускорение парникового эффекта. Влияние экстремальных воздействий на ОС и жизнь общества. Экологические катастрофы, их причины и последствия для общества. Экологические последствия войн и развития военно-промышленного комплекса. Экстремальными условиями считаются опасные условия среды, к которым организм не имеет должных адаптаций. Человек, как и любой другой живой организм, приспособлен к жизни в определенных условиях температуры, освещенности, влажности, гравитации, излучений, высоты над уровнем моря и т.д. Эти свойства выработались у него в процессе эволюционного развития. Попадая в экстремальные условия, человек может адаптироваться к ним до определенных пределов. Например, большинство людей на Земле живет на высоте до 3000 м над уровнем моря. Около 15 млн. человек – на высоте до 4800. Но на высоте выше 5500 м человек не может жить постоянно. У него резко ухудшается здоровье, происходит стремительное развитие болезней, что может привести к неминуемой гибели, если не вернуться к привычным условиям жизни. Это связано с очень низким парциальным давлением вдыхаемых и выдыхаемых газов, большим перепадом дневных и ночных температур, повышенной солнечной радиацией, а также высокой плотностью высокоэнергетических тяжелых частиц. Основную проблему для человеческого организма в таких условиях представляет перенос атмосферного кислорода к клеткам. Примером могут служить альпинисты --- покорители высокогорных вершин. 8- тысячники Гималаев они могут покорять только в кислородных масках и находиться на такой высоте можно не более часов. Еще одним видом экстремальных условий является влажность. Высокая влажность характерна для тропических лесов. Лесные заросли почти не пропускают света, преграждая путь ультрафиолетовым лучам. Здесь жарко и влажно, как в теплице. Средняя температура +28С (колебания в пределах 3-9С), средняя относительная влажность 95% ночью и 60-70% днем. Ветры в лесах очень слабые. Воздух насыщен углекислым газом и полон запахов, испарений, микроскопических волосков, чешуек и волокон. Уровень испарений здесь в 3 раза выше средних показателей планеты в целом. Примером адаптации к таким экстремальным условиям могут служить размеры людей, живущих в тропических лесах. Они ниже ростом и весят меньше тех, которые живут на открытых местах. Их средний вес 39.8 кг при росте 144 см. Для жителей саванны эти показатели равны 62.5 кг и 169 см. По сравнению с представителями других групп населения потребление кислорода при физической нагрузке, объем легких и частота пульса у них выше среднего. Температура окружающей среды представляет собой важнейший и зачастую ограничивающий жизненные возможности экологический фактор и вид экстремальных условий, который практически каждый человек в течение жизни может испытать на себе. Мы живем и комфортно себя чувствуем в довольно узком интервале температур. В природе же температура не постоянна и может колебаться в довольно широких пределах (+60…. - 60С). Резкие колебания температуры – сильные морозы или зной – неблагоприятно действуют на здоровье людей. Однако существует много приспособлений для борьбы с охлаждением или перегревом. Возьмем, к примеру, экстремальные условия Севера. Акклиматизация эскимосов (а они и сейчас живут в условиях ледникового периода) основывается на вазомоторно-нервных регуляциях. Звери на севере приспосабливают свой организм к пониженной отдаче энергии. У некоторых это вызывает даже необходимость зимней спячки. Люди в тех же обстоятельствах реагируют повышенной отдачей энергии. Это требует развития способности добывать себе достаточное количество пищи, а также влияет на выбор еды. Она должна быть максимально полезной человеку. Эскимосская пища для нас была бы несъедобной, поскольку она должна содержать большое количество чистого жира. Обычный ужин, например, происходит следующим образом: эскимос отрезает длинную полоску сырого подкожного сала, заталкивает к себе в рот столько, сколько войдет, возле самых губ отхватывает порцию ножом, а остальное вежливо передает сидящему рядом. И в других случаях в Арктике, кроме мяса, не подается ничего, а единственной зеленью у эскимосов является заквашенное содержимое оленьих желудков, представляющее собой переваренные лишайники. Как показывает опыт полярных экспедиций прошлых и нынешних лет, далеко не все из них смогли выдержать суровые условия полярного Севера (или Антарктиды) и приспособиться к ним. Многие погибли из-за неправильно подобранного питания и снаряжения. Морозы, разразившиеся в одну из зим в Западной Европе, привели к катастрофическим последствиям и сопровождались человеческими жертвами. В те же дни в Верхоянске (полюс холода) при температуре –57С школьники 8-9 лет ходили на занятия в школу, а табуны чистопородных домашних лошадей, сопровождаемые пастухами, паслись как обычно. Невесомость — это относительно новый вид экстремальных условий, возникший в результате освоения человеком космических пространств. Перед первым полетом человека в космос некоторые ученые утверждали, что он не сможет работать в состоянии невесомости и, более того, полагали, что психика нормального человека не выдержит встречи с невесомостью. Полет первого космонавта опроверг эти прогнозы. Проявление невесомости начинает проявляться с нарушения деятельности вестибулярного аппарата, внутреннего уха, зрения, кожной и мышечной чувствительности. Человек испытывает ощущение, будто он совершает полет головой вниз. Как выраженность, так и продолжительность этих симптом индивидуальна. По мере увеличения срока пребывания в невесомости они ослабевают но, как правило, вновь возникают в первые часы и дни после возвращения на Землю в условиях земной силы тяжести. В невесомости нет гидростатического давления крови, а поэтому начинается действие реакций, вызванных невесомостью самой крови. Происходит перераспределение крови : из нижней части она устремляется в верхнюю. Это приводит к сдвигам в обмене веществ сердечной мышцы и постепенному ее ослаблению. Кроме того, появляются симптомы, связанные с отсутствием нагрузки на костномышечную систему. Развивается атрофия мышц, ответственных за организацию позы в условиях действия силы земного тяготения. В связи с потерей солей кальция и фосфора изменяется прочность скелета, особенно в продолжительных полетах. И тем не менее в условиях невесомости человек может приспособиться к отсутствию гравитации и гидростатическому давлению крови. Человек – существо социальное. Поэтому, кроме природных экстремальных ситуаций, могут возникать и критические ситуации, связанные с жизнью человека в обществе. В течение сравнительно короткого отрезка своей истории человечество прошло через периоды рабства, крепостного права, мировых войн. Условия жизни – скученность, страх, недоедание, болезни – являются причиной серьезных, порой непереносимых страданий для многих людей. В таких условиях возникают острые физические, психические и социальные стрессы создающие угрозу для жизни. здоровья и благополучия людей. Воздействие стресса сказывается на основных физиологических реакциях центральной нервной системы, а также на деятельности желез внутренней секреции. Биологически активные вещества, вырабатываемые эндокринными железами (гормоны), совместно с нервными импульсами оказывают влияние практически на каждую клетку организма. Однако и в стрессовых условиях у человека развиваются адаптивные явления. Человек всегда обладал способностью адаптироваться к естественной и искусственной среде. Это процесс, в результате которого человек постепенно приобретает отсутствовавшую ранее устойчивость к определенным факторам окружающей среды и таким образом получает возможность жить в условиях, ранее не совместимых с жизнью. Полная адаптация человека в экстремальных ситуациях сохраняет возможность интеллектуальной деятельности, соответствующее ситуации поведение и продолжение рода. Однако нужно помнить, что продолжительные, интенсивные, многократно повторяющиеся нагрузки вызывают реакции, приводящие в конечном счете к подрыву физического здоровья. Адаптация человека – это процесс, в результате которого организм постепенно приобретает отсутствовавшую ранее устойчивость к определенным факторам окружающей среды и таким образом получает возможность жить в условиях, ранее не совместимых с жизнью, и решать задачи, ранее неразрешимые. Транспортные происшествия являются катастрофической эпидемией нашего времени. В течении 10 лет во всем мире при дорожных происшествиях погибли 22 млн. человек. Конечно, не всегда дорожно-транспортное происшествие можно отнести к экстремальным условиям. Но бывают случаи, когда во время ДТП люди действительно попадают в экстремальную ситуацию. Например, 22 июля 1970 года в Дели паводковой волной с шоссе в ближайший овраг было смыто 25 автобусов, 5 такси и один военный автомобиль. Лишились жизни большое количество людей, Причиной смерти было не только само ДТП, но и паника, возникшая среди людей. Как правило, наибольшие по количеству жертв – железнодорожные и морские катастрофы, связанные с крупными пассажирскими перевозками. 2 марта 1944 года в тоннеле неподалеку от Салерно в Италии остановился поезд с солдатами, едущими в отпуск: в дыму задохнулись 526 человек. Когда 22 октября 1949 года вблизи городка Новы Двор в Польше сошел с рельсов скорый поезд Гданьск – Варшава, это стоило жизни двум сотням человек. Самой крупной железнодорожной катастрофой была авария экспресса на мосту восточнее Хайдарабада а Индии 28 сентября 1954 года: поезд рухнул в реку, погибли 1172 человека. На утонувшем пароме «Ускудар» в Стамбуле нашли свою смерть 238 человек. И другие факты. В отличие от природных катастроф, транспортные происшествия – явление в первую очередь социальное. С развитием новых современных видов транспорта возникают и новые проблемы. В последнее время мы стали свидетелями разительного паления осторожности и повышенной рискованности людей. Это явление общего порядка в системе человек - машина. Мы привыкли к эффективности техники и мало принимаем во внимание возможность ее отказа. Кое-кто просто забывает, чем грозит подобная беспечность и кому за нее придется расплачиваться. То же касается опасных производств, на которых работают с высоко токсичными микроорганизмами, с радиоактивными веществами, и т.д. К экстремальным относят такие воздействия, которые создают неустойчивые и неблагоприятные условия существования человека и естественных экосистем и нередко приводят к их гибели. Экстремальные воздействия на природную окружающую среду могут иметь антропогенный (военные действия, аварии, катастрофы) и природный характер (стихийные бедствия). Территории, в которых в результате действия аварий, катастроф, военных действий или стихийных бедствий происходят отрицательные изменения в окружающей среде, угрожающие здоровью человека, состоянию естественных экологических систем, генетическому фонду растений и животных, объявляют зонами чрезвычайной экологической ситуации. Самым мощным разрушительным воздействием человека на окружающую среду считаются военные действия. Только в период второй мировой войны военными действиями была охвачена площадь около 3,3 млн. км2, в ходе войны погибло более 55 млн. человек. Во время войны в Персидском заливе в феврале 1991 г. было взорвано 1250 нефтяных скважин, при этом ежедневно сгорало около 1 млн. т нефти, загрязняя воздух на многие сотни километров от Кувейта. Ракетно-бомбовые удары НАТО по Югославии весной 1999 г. привели к мощным пожарам и разрушениям, беспрецедентному загрязнению воздуха, почвы, вод Дуная токсичными химическими веществами и нефтепродуктами. Крупные техногенные аварии и катастрофы также вызывают необратимые изменения окружающей среды и нередко сопровождаются значительными людскими и материальными потерями. Они серьезно нарушают экологическую безопасность государства, вызывают резко негативное отношение населения к государственной политике в области охраны окружающей среды. Мощным дестабилизатором экологической обстановки являются и стихийные природные бедствия, в результате которых гибнет огромное число людей, меняются рельеф и климат планеты, уничтожается растительный покров, нарушаются основные системы жизнеобеспечения Земли. Любые военные действия наносят окружающей природной среде весьма ощутимый ущерб. Преднамеренные воздействия человека на природу и окружающую среду в военных целях получили названия экоцида (биоцида, экологической войны). Наиболее разрушительным потенциалом обладает оружие массового уничтожения ядерное, химическое и бактериологическое. Ядерное оружие характеризуется большой мощностью и различным поражающим действием, которое определяется воздействиями на окружающую среду ударной волны, светового излучения, проникающей радиации, радиоактивного заражения и электромагнитного импульса. Ударная волна при ядерном взрыве обладает колоссальной разрушительной силой. При избыточном давлении во фронте ударной волны более 50 кПа деревья с корнем вырываются, а у людей и животных разрываются внутренние органы, переламываются кости. Световое излучение вызывает сильнейшие ожоги открытых участков тела, сетчатки глаз. В Хиросиме и Нагасаки эти ожоги были основными последствиями ядерных взрывов. Проникающая радиация, вызываемая гамма-лучами и нейтронами, у людей и животных приводит к лучевой болезни. В 70-80-е гг. академиком Н. Н. Моисеевым и другими учеными было введено понятие «ядерной зимы» - модельно прогнозируемого резкого и длительного похолодания вследствие применения термоядерного оружия, с понижением температуры воздуха над северным полушарием в среднем на 20°С. Грандиозные пожары создадут огромные массы газообразных примесей и дыма, которые вызовут затемнение поверхности земли («ядерная ночь») на многие недели и даже месяцы. «Ядерная зима» - это глобальная экологическая катастрофа, которая в случае ее возникновения окажет разрушительное действие на основные природные экосистемы и приведет к самоуничтожению человечества. Химическое оружие предназначено для отравления человека и биоты с помощью боевых отравляющих веществ - газов, жидкостей или твердых веществ. Средства их применения: ракеты, мины, снаряды, бомбы или распыление с самолетов. Отравляющие вещества способны внедряться и передвигаться по трофическим цепям, представляя высокую токсичную опасность для организмов. В больших количествах химическое оружие применялось во время первой мировой войны и во Вьетнаме. В1914-1918 гг. боевые отравляющие вещества, в основном иприт, вызвали гибель 10 тыс. чел. и 1,2 млн. чел. стали инвалидами. В настоящее время создан принципиально новый класс боевых отравляющих веществ - нервно-паралитического действия (зарин, табун, зоман и др.), а также отравляющие вещества психогенного, общеядовитого и удушающего действия. Они вызывают не только массовые поражения людей, но и гибель большой части популяций любых позвоночных животных и растений. Во Вьетнаме боевые отравляющие вещества применялись в виде дефолиантов (гербицидов), что приводило к потере растениями листьев, нарушению роста, а впоследствии и к полной их гибели, что, безусловно, имело отрицательное воздействие на все природные экосистемы. Во Вьетнаме было уничтожено 12% лесов, 40% мангров и более 5% сельхозугодий страны, почти все птицы и насекомые, многие растения погибли как биологический вид. Прямой ущерб здоровью был причинен 1,6 млн. вьетнамцев, более 7 млн. покинули районы, где было применено химическое оружие. Растительность Вьетнама и Кампучии сумеет преодолеть эти последствия только через десятилетия, если не через столетия. В результате массированных бомбардировок в 1961- 1975 гг., во Вьетнаме, Лаосе и Кампучии образовались огромные площади антропогенного бедленда (от англ. - дурные земли). С помощью мощных бульдозеров срезались под «корень» тропические леса вместе с почвой, затоплялись прибрежные территории, широко применялся напалм и др. Именно в период войны в Индокитае А. Гальсфоном (1970) был впервые введен термин «экоцид» (экологическая война). Бактериологическим (биологическим) оружием называют бактериальные средства (бактерии, вирусы и др.), яды (токсины), предназначенные для массового поражения людей. Используются они с помощью переносчиков заболеваний (грызунов, насекомых и др.) и в виде боеприпасов, начиненных зараженными порошками или жидкостью. Бактериологическое оружие способно вызвать массовые инфекционные заболевания людей и животных чумой, холерой, сибирской язвой и другими болезнями, даже попадая в их организм в ничтожно малых количествах. Ликвидация всех видов оружия массового уничтожения - единственно реальный путь предотвращения глобальной экологической катастрофы, связанной с военными действиями. Сейчас же оружие массового уничтожения представляет угрозу самому существованию планеты. Только мощность накопленных запасов ядерного оружия в мире такова, что на каждого жителя планеты в 80-е гг. приходилось более 3,5 т тротилового эквивалента. Техногенная экологическая катастрофа - это авария технического устройства (атомной электростанции, танкера и т.д.), приведшая к весьма неблагоприятным изменениям в окружающей природной среде и, как правило, к массовой гибели живых организмов и экономическому ущербу (Реймерс, 1990). Аварии и катастрофы возникают внезапно, имеют локальный характер, но экологические последствия их могут распространяться на весьма значительные сроки и расстояния. Техногенные экологические катастрофы обусловлены различными причинами: нарушением техники безопасности, ошибками людей либо их бездействием, поломками, влиянием стихийных бедствий и т.д. Наибольшую опасность представляют катастрофы на радиационных объектах, химических предприятиях, нефте- и газопроводах, транспортных системах, плотинах водохранилищ и т.д. Самая крупная в истории человечества техногенная катастрофа, с трагическими последствиями, произошла 26 апреля 1986 г. на четвертом энергоблоке Чернобыльской АЭС. От острой лучевой болезни погибли 29 человек, эвакуировано более 120 тыс., общее число пострадавших превысило 9 млн. человек. Следы чернобыльского «события» в генном аппарате человечества, по свидетельству медиков, исчезнут лишь через 40 поколений. К катастрофе привели рискованные условия испытания реактора, с ошибочным отключением системы аварийного охлаждения реактора (САОР), многочисленные ошибки персонала и руководства АЭС, а также отсутствие надежной системы защиты рабочей зоны в случае аварии у реактора типа РБМК (реактор большой мощности канальный). Общая площадь радиоактивного загрязнения по изолинии 0,2 мР/ч составила уже в первые дни аварии около 200 тыс. км2, охватив многие районы Украины, Белоруссии, а также Брянскую, Калужскую, Тульскую и другие области Российской Федерации. До Чернобыльской аварии в 1986 г. самой тяжелой в ядерной энергетике считалась авария 1979 г. на американской АЭС Тримал-Айленд (штат Пенсильвания). Здесь произошло расплавление активной зоны ядерного реактора. Тысячи людей были эвакуированы из опасной зоны. Американские ученые Э. Теллер, Л. Вуд и др. (1996), учитывая чернобыльский синдром, блокирующий позитивное восприятие атомной энергетики общественностью высокоразвитых стран, предложили безопасный для всех проект подземной АЭС мощностью 1 ГВт, работающей в автоматическом режиме на глубине более 100 м. Конструкция ядерного реактора такова, что позволяет использовать низкообогащенное ядерное топливо, которое никогда не должно извлекаться. Тем не менее, обеспечение безопасности ядерных источников энергии продолжает оставаться актуальнейшей проблемой, которая может быть решена только совместными усилиями всего мирового сообщества. В России к 2005 г. планируется вывести из эксплуатации все ядерные реакторы АЭС первого поколения и частично — второго. Вместо них будут построены новейшие модификации реакторов на легкой воде и на быстрых нейтронах (типа БН). Крупная авария произошла 29 сентября 1957 г. в Челябинской области близ г. Кыштыма на оборонном предприятии, которое было построено сразу после войны для создания атомного оружия. По сообщению В.Е. Соколова (1993), взрыв произошел в бетонных емкостях для жидких отходов, что привело к выбросу радиоактивных продуктов деления в атмосферу и последующему их рассеянию и осаждению на площади более 15 тыс. км2 с населением 10 тыс. человек. Очень опасны и тяжелы по экологическим последствиям крупные аварии и катастрофы на химических объектах. В этих случаях происходит заражение отравляющими веществами всего приземного слоя атмосферы, водных источников, почв и т.д. При высоких концентрациях отравляющих веществ наблюдается массовое поражение людей и животных. 3 декабря 1984 г. в Бхопале (Индия) на американской фабрике по производству пестицидов, из-за грубого нарушения техники безопасности, произошла утечка более 30 т ядовитой смеси фосгена и метилизоцианата. Погибли 3 тыс. чел., около 20 тыс. ослепли и у 200 тыс. чел. отмечались поражения головного мозга, параличи и т.д., а у потомства появились множественные случаи уродства. 10 июля 1976 г. в г. Севезо (Италия) на химическом производстве, из-за допущенной персоналом ошибки, произошла утечка около 2,5 кг сверхтоксичного диоксина, и у сотен людей развилось тяжелое кожное заболевание, десятки тысяч отравленных животных были забиты. По оценкам ученых — действие диоксина будет проявляться еще в течение двух-трех десятилетий. Примером экологических катастроф, связанных с морскими транспортными системами, является разлив более 16 тыс. т мазута с танкера «Глобе Асими» в порту Клайпеда 21 ноября 1971 г. Тогда в экосистеме залива резко уменьшились численность и видовое разнообразие фитопланктона, нарушилось естественное воспроизводство, были загрязнены миграционные пути и др. Другие примеры: в августе 1983 г. недалеко от Атлантического побережья загорелся и затонул танкер «Кастило де Бельвер», в океане оказалось 250 тыс. т нефти; вблизи французского порта Бордо в марте 1978г. затонул супертанкер «Амоко Надис», пролилось 230 тыс. т нефти, образовав на поверхности воды самое большое нефтяное пятно в истории судоходства, погибли сотни тысяч морских птиц и других животных. В нашей стране в последние годы наметилась устойчивая тенденция роста техногенных аварий и катастроф. Ежегодно на территории России происходят десятки аварий и катастроф с экологическими последствиями, в которых гибнут сотни людей. Это аварии на воздушном и железнодорожном транспорте, а также связанные с выбросами ядовитых газов — аммиака и пропана, со взрывами метана на угольных шахтах, взрывами нефте- и газопроводов. К стихийным бедствиям относят явления природы, которые создают катастрофические экологические ситуации и, как правило, сопровождаются огромными людскими и материальными потерями. Среди наиболее распространенных и опасных стихийных бедствий выделяют землетрясения, цунами, извержения вулканов, оползни, наводнения, штормы, засухи и др. Об исключительной актуальности борьбы с ними свидетельствует провозглашение ООН периода 1990—2000 гг. международным десятилетием по уменьшению опасности стихийных бедствий. Стихийные бедствия - это отражение объективного естественного хода эволюции Земли. Их возникновение обусловлено комплексом причин, среди которых главенствующее значение имеют геологические, геоморфологические и климатические особенности территории. Вероятность крупномасштабных стихийных бедствий возрастает по мере снижения устойчивости биосферы и возможного изменения климата. По происхождению все стихийные бедствия подразделяются на два типа: эндогенные, связанные с внутренними силами Земли, и экзогенные, обусловленные внешними по отношению к земной поверхности факторами. К стихийным бедствиям эндогенного характера относят разрушительные землетрясения и вулканические извержения. Землетрясения - одно из наиболее грозных проявлений внутренней энергии Земли. Внезапные сейсмические толчки и колебания земной поверхности могут быть весьма значительными и иметь катастрофические экологические последствия. В России постоянной угрозе разрушительных землетрясений подвержены около 20% территории (Северный Кавказ, Забайкалье, Дальний Восток, Сахалин, Камчатка и др.). Землетрясения наносят весьма ощутимый вред окружающей природной среде и уносят тысячи человеческих жизней. Так, землетрясение в г. Тайшане (Китай) в 1976 г. унесло четверть миллиона жизней (почти 25 % населения города). Величайшая сейсмическая катастрофа произошла 15 августа 1950г. в высокогорной части Тибета (Гималайское землетрясение). Энергия этого землетрясения была эквивалентна взрыву 100 тыс. атомных бомб. Произошли огромные изменения в рельефе, небо померкло от поднявшейся пыли. В ряду крупнейших сейсмических катастроф XX в. стоит Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 г. в Армении (более 25 тыс. жертв). Одним из сильнейших землетрясений в истории России стало Сахалинское (27 мая 1995 г.). Полностью был разрушен г. Нефтегорск, погибло около 2 тыс. его жителей. В тех случаях, когда землетрясения возникают на дне океана, на его водной поверхности рождаются волны большой длины. Их называют цунами. В нашей стране катастрофические цунами наблюдаются у восточных берегов Камчатки и у Курильских островов. Высота этих волн на побережье достигает 15-20 м, скорость - до 800 км/ч. Помимо природных причин цунами могут быть вызваны и техногенными - подводными ядерными взрывами. Экологические последствия землетрясений и цунами хорошо изучены. Для них характерно: массовая гибель и поражение людей и животных, нарушение устойчивости экосистем; загрязнение атмосферы массовыми пожарами при замыкании электрических сетей; смещение огромных земляных масс вниз по склону - оползни, многочисленные горные обвалы, грязевые потоки, камнепады; разрушение и смывание береговых населенных пунктов волнами цунами; резкое ухудшение санитарной обстановки, опасность эпидемий; сильное воздействие на психику людей, тяжелые психические травмы со смертельным исходом. Вулканические извержения — одно из наиболее захватывающих зрелищ в природе и в то же время опаснейшее стихийное бедствие. Всего в мире насчитывается четыре тысячи вулканов, из них 540 действующих. Вулканические извержения наносят огромный ущерб хозяйственной деятельности человека, сильно загрязняют атмосферу, вызывают большие разрушения естественных экосистем и часто приводят к человеческим жертвам. К стихийным бедствиям экзогенного характера относят крупномасштабные наводнения штормы, засухи, разрушительные оползни, обвалы, селевые потоки и другие явления. Наводнения - временное затопление значительной части суши водой в результате подъема уровня в реке, озере, море или искусственном водоеме. Наводнения наносят огромный вред биоте и человеку, угрожая почти 3/4 поверхности Земли. По данным К. Я. Кондратьева и др. (1995), только за период с 1981 по 1988 г. на Земле произошло пять крупнейших наводнений, во время каждого из которых погибло свыше 2 тыс. человек (Индия, Перу, Бангладеш, Китай - два раза). В России наводнениям периодически подвергаются низменные районы центральной части европейской территории, Южного Урала, юга Западной Сибири, Поволжья, Северного Кавказа и др. Площадь затоплений в разные годы - от 50 до 400 тыс. км2. В районах Дальнего Востока наводнения носят характер стихийного бедствия. Известно, например, катастрофическое наводнение в Приморье летом 1950 г., когда была затоплена вся Приханкайская низменность (более 6 тыс. км2). Все знают о наводнении в Петербурге 7 ноября 1824 г., красочно описанном А.С. Пушкиным в поэме «Медный всадник». Максимальный уровень подъема воды достиг тогда 410 см, погибло 208 человек. Однако наводнения на реках России бывают не столь грандиозных размеров, как на реках бедствия: Янцзы и Хуанхэ, Ганге и Брахмапутре, Миссури и Миссисипи и, наконец, Амазонке. Морские наводнения возникают в тех случаях, когда море затопляет побережье или приморские территории. Обычно это бывает при сильных штормовых ветрах либо при чрезвычайно обильных ливневых дождях. Они типичны для низменных приморских территорий Голландии, северной части ФРГ, значительной части Юго-Восточной Азии, побережья Мексиканского залива и др. Наиболее значительными природными катастрофами в XX в. явились морские наводнения в Бенгальском заливе в 1970 и 1988 гг. Площадь затопления - 7500 км2. Уничтожены целые селения. Наводнения были вызваны тропическими тайфунами. Огромное дестабилизирующее влияние наводнений на экологическую обстановку заключается в массовой гибели людей и животных, сельскохозяйственных культур, садов, виноградников. В результате затопления ухудшается мелиоративное состояние почв, увеличивается их минерализация, плодородные почвы переходят в малопригодные для сельскохозяйственного производства. Тропические штормы (ураганы, циклоны, тайфуны) возникают в тропических широтах и представляют собой движение воздушных масс (ветер) с огромной скоростью. При переходе тропических штормов с моря на сушу они сопровождаются гигантскими волнами вместе с ливнями и грозами. Наибольшее число тропических штормов зарождается в районе Желтого моря и Филиппинских островов. Они могут достигать российских портов на Тихом океане. Самым губительным в истории человечества считается тайфун, который 8 октября 1881 г. уничтожил порт Хайфон во Вьетнаме. Погибли 300 тыс. человек. Катастрофической силы ураганы отмечались и в XX столетии. Штормы (нетропические или внетропические) - это ураганы и циклоны со скоростью ветра более 30 м/с, которые зарождаются над океаном вне тропических широт. Их называют еще бурями, и внешне они выглядят как громадные черные тучи, передвигающиеся с огромной скоростью. В Европе ветры вызывают крупнейшие наводнения, сопровождаются снежными бурями и метелями. Ураганы разрушают строения, вырывают с корнем деревья, срывают крыши, повреждают ЛЭП, что нередко вызывает пожары. Тысячи людей гибнут под обломками зданий, тонут при наводнениях, вызванных этими ветрами, получают тяжелые травмы от летящих обломков разрушенных строений. Резко ухудшается экологическая обстановка на морских побережьях. Ураганные волны перемещают массы песка и ила. Смываются многие километры песчаных дюн, изменяются очертания береговой линии, гибнут донные рыбы; крабы и песчаные черви уничтожаются поголовно, на берег выбрасываются даже акулы. Засуха - длительный период сухой погоды, чаще при повышенной температуре, с отсутствием или крайне незначительным количеством осадков и как следствие недостатком влаги в почве н воздухе. Возникновению засухи способствуют: 1. недостаточное количество осадков осенью; 2. бесснежная или малоснежная зима; 3. неблагоприятные условия для впитывания влаги ранней весной; 4. малое количество осадков поздней весной и ранним летом. Начало засухи связывают с установлением антициклонов малооблачной солнечной погоды без осадков. Длительная, жестокая засуха - это бедствие, приводящее к тяжелым экологическим последствиям: деградации природных экосистем, резким колебаниям численности популяций животных, гибели растений, катастрофическому неурожаю, а в определенных экономических условиях - к массовой гибели людей от голода. Подобные засухи в России были в 1891, 1911, 1921, 1946 и 1972 гг. По данным В. И. Осипова (1995), среди стихийных бедствий наиболее опасны для людей засухи. Из общего числа жертв от природных катастроф в 1965-1992 г. - 3610 тыс. чел., на долю засух приходится 51%, тайфунов и штормов - 22, землетрясений - 16, наводнений - 9, других природных катастроф - 2 %. Только в 70-е гг. в Африке погибло от засух около 1,2 млн. чел. На Земле постоянно возникают и такие грозные стихийные бедствия, как оползни, обвалы, селевые потоки. Все они имеют гравитационную природу и выражаются в смещении земляных масс вниз по склону. Оползни и другие гравитационные процессы, особенно если они активизированы техногенными факторами, могут вызвать катастрофические последствия и причинить большой ущерб человеку, биоте и всей природной среде. Среди всех стихийных бедствий, бушующих на нашей планете, наиболее значительными по своим экологическим последствиям следует считать наводнения, тропические штормы, эпидемии и землетрясения. Существует тесная взаимосвязь между стихийными бедствиями и техногенными катастрофами. В связи с увеличением концентрации промышленных предприятий и ростом численности городского населения такие стихийные бедствия, как землетрясения, наводнения, ураганы и др., все чаще сопровождаются массовыми пожарами, взрывами, выбросами газов и другими техногенными авариями. Взаимосвязь существует и между самими стихийными бедствиями. По данным В. И. Осипова (1995), в последние годы увеличилось число так называемых синергетических или многоступенчатых, катастроф, когда одно стихийное бедствие порождает другое, что еще более ухудшает состояние окружающей природной среды. Так, например, во время землетрясения в 1976 г. в Гватемале образовалось более тысячи оползней. Извержение вулкана Эл Руиз в Колумбии в 1985 г. явилось причиной возникновения мощного селя и т.д. Только на основе научного прогноза и своевременного предупреждения возможно снизить экологический ущерб от стихийных бедствий. Экстремальные факторы окружающей среды Наряду с рассмотрением влияния антропогенных факторов на окружающую среду, экология человека изучает влияние экстремальных факторов среды на организм человека. Экстремальные факторы окружающей среды - крайние, весьма жесткие условия среды, не соответствующие врожденным и приобретенным свойствам организма. Экстремальные факторы подразделяются на следующие категории: природные - низкие или высокие температуры, условия с разреженным воздухом (высокогорья) или высокого давления (глубоко под водой) и др.; антропогенные - ионизирующая радиация, сильные магнитные и электрические поля, ускорение, невесомость и другие перегрузки. Человек не в состоянии полностью приспособиться к влиянию экстремальных условий, что ведет к нарушению жизнедеятельности организма и развитию заболеваний. Так, при полетах на самолетах и космических кораблях под влиянием ускорения и невесомости изменяется дыхание и кровообращение, что может привести к снижению работоспособности, скорости умственных процессов, ухудшению памяти. Особенностью воздействия невесомости является перераспределение жидкости в организме, в результате чего у космонавтов возникает отечность лица и носоглотки. Проблема невесомости остается нерешенной, несмотря на более чем 40-летнюю историю освоения космоса человеком. Экстремальными условиями считаются опасные условия среды, к которым организм не имеет должных адаптаций. Человек, как и любой другой живой организм, приспособлен к жизни в определенных условиях температуры, освещенности, влажности, гравитации, излучений, высоты над уровнем моря и т.д. Эти свойства выработались у него в процессе эволюционного развития. Попадая в экстремальные условия, человек может адаптироваться к ним до определенных пределов. Например, большинство людей на Земле живет на высоте до 3000 м над уровнем моря. Около 15 млн. человек – на высоте до 4800. Но на высоте выше 5500 м человек не может жить постоянно. У него резко ухудшается здоровье, происходит стремительное развитие болезней, что может привести к неминуемой гибели, если не вернуться к привычным условиям жизни. Это связано с очень низким парциальным давлением вдыхаемых и выдыхаемых газов, большим перепадом дневных и ночных температур, повышенной солнечной радиацией, а также высокой плотностью высокоэнергетических тяжелых частиц. Основную проблему для человеческого организма в таких условиях представляет перенос атмосферного кислорода к клеткам. Примером могут служить альпинисты --- покорители высокогорных вершин. 8- тысячники Гималаев они могут покорять только в кислородных масках и находиться на такой высоте можно не более часов. Еще одним видом экстремальных условий является влажность. Высокая влажность характерна для тропических лесов. Лесные заросли почти не пропускают света, преграждая путь ультрафиолетовым лучам. Здесь жарко и влажно, как в теплице. Средняя температура +28С (колебания в пределах 3-9С), средняя относительная влажность 95% ночью и 60-70% днем. Ветры в лесах очень слабые. Воздух насыщен углекислым газом и полон запахов, испарений, микроскопических волосков, чешуек и волокон. Уровень испарений здесь в 3 раза выше средних показателей планеты в целом. Примером адаптации к таким экстремальным условиям могут служить размеры людей, живущих в тропических лесах. Они ниже ростом и весят меньше тех, которые живут на открытых местах. Их средний вес 39.8 кг при росте 144 см. Для жителей саванны эти показатели равны 62.5 кг и 169 см. По сравнению с представителями других групп населения потребление кислорода при физической нагрузке, объем легких и частота пульса у них выше среднего. Температура окружающей среды представляет собой важнейший и зачастую ограничивающий жизненные возможности экологический фактор и вид экстремальных условий, который практически каждый человек в течение жизни может испытать на себе. Мы живем и комфортно себя чувствуем в довольно узком интервале температур. В природе же температура не постоянна и может колебаться в довольно широких пределах (+60.. - 60С). Резкие колебания температуры – сильные морозы или зной – неблагоприятно действуют на здоровье людей. Однако существует много приспособлений для борьбы с охлаждением или перегревом. Возьмем, к примеру, экстремальные условия Севера. Акклиматизация эскимосов (а они и сейчас живут в условиях ледникового периода) основывается на вазомоторно-нервных регуляциях. Звери на севере приспосабливают свой организм к пониженной отдаче энергии. У некоторых это вызывает даже необходимость зимней спячки. Люди в тех же обстоятельствах реагируют повышенной отдачей энергии. Это требует развития способности добывать себе достаточное количество пищи, а также влияет на выбор еды. Она должна быть максимально полезной человеку. Эскимосская пища для нас была бы несъедобной, поскольку она должна содержать большое количество чистого жира. Обычный ужин, например, происходит следующим образом: эскимос отрезает длинную полоску сырого подкожного сала, заталкивает к себе в рот столько, сколько войдет, возле самых губ отхватывает порцию ножом, а остальное вежливо передает сидящему рядом. И в других случаях в Арктике, кроме мяса, не подается ничего, а единственной зеленью у эскимосов является заквашенное содержимое оленьих желудков, представляющее собой переваренные лишайники. Как показывает опыт полярных экспедиций прошлых и нынешних лет, далеко не все из них смогли выдержать суровые условия полярного Севера (или Антарктиды) и приспособиться к ним. Многие погибли из-за неправильно подобранного питания и снаряжения. Морозы, разразившиеся в одну из зим в Западной Европе, привели к катастрофическим последствиям и сопровождались человеческими жертвами. В те же дни в Верхоянске (полюс холода) при температуре –57С школьники 8-9 лет ходили на занятия в школу, а табуны чистопородных домашних лошадей, сопровождаемые пастухами, паслись как обычно. Невесомость — это относительно новый вид экстремальных условий, возникший в результате освоения человеком космических пространств. Перед первым полетом человека в космос некоторые ученые утверждали, что он не сможет работать в состоянии невесомости и, более того, полагали, что психика нормального человека не выдержит встречи с невесомостью. Полет первого космонавта опроверг эти прогнозы. Проявление невесомости начинает проявляться с нарушения деятельности вестибулярного аппарата, внутреннего уха, зрения, кожной и мышечной чувствительности. Человек испытывает ощущение, будто он совершает полет головой вниз. Как выраженность, так и продолжительность этих симптом индивидуальна. По мере увеличения срока пребывания в невесомости они ослабевают но, как правило, вновь возникают в первые часы и дни после возвращения на Землю в условиях земной силы тяжести. В невесомости нет гидростатического давления крови, а поэтому начинается действие реакций, вызванных невесомостью самой крови. Происходит перераспределение крови : из нижней части она устремляется в верхнюю. Это приводит к сдвигам в обмене веществ сердечной мышцы и постепенному ее ослаблению. Кроме того, появляются симптомы, связанные с отсутствием нагрузки на костно-мышечную систему. Развивается атрофия мышц, ответственных за организацию позы в условиях действия силы земного тяготения. В связи с потерей солей кальция и фосфора изменяется прочность скелета, особенно в продолжительных полетах. И тем не менее в условиях невесомости человек может приспособиться к отсутствию гравитации и гидростатическому давлению крови. Человек – существо социальное. Поэтому, кроме природных экстремальных ситуаций, могут возникать и критические ситуации, связанные с жизнью человека в обществе. В течение сравнительно короткого отрезка своей истории человечество прошло через периоды рабства, крепостного права, мировых войн. Условия жизни – скученность, страх, недоедание, болезни – являются причиной серьезных, порой непереносимых страданий для многих людей. В таких условиях возникают острые физические, психические и социальные стрессы создающие угрозу для жизни. здоровья и благополучия людей. Воздействие стресса сказывается на основных физиологических реакциях центральной нервной системы, а также на деятельности желез внутренней секреции. Биологически активные вещества, вырабатываемые эндокринными железами (гормоны), совместно с нервными импульсами оказывают влияние практически на каждую клетку организма. Однако и в стрессовых условиях у человека развиваются адаптивные явления. Человек всегда обладал способностью адаптироваться к естественной и искусственной среде. Это процесс, в результате которого человек постепенно приобретает отсутствовавшую ранее устойчивость к определенным факторам окружающей среды и таким образом получает возможность жить в условиях, ранее не совместимых с жизнью. Полная адаптация человека в экстремальных ситуациях сохраняет возможность интеллектуальной деятельности, соответствующее ситуации поведение и продолжение рода. Однако нужно помнить, что продолжительные, интенсивные, многократно повторяющиеся нагрузки вызывают реакции, приводящие в конечном счете к подрыву физического здоровья. Адаптация человека – это процесс, в результате которого организм постепенно приобретает отсутствовавшую ранее устойчивость к определенным факторам окружающей среды и таким образом получает возможность жить в условиях, ранее не совместимых с жизнью, и решать задачи, ранее неразрешимые. Транспортные происшествия являются катастрофической эпидемией нашего времени. В течении 10 лет во всем мире при дорожных происшествиях погибли 22 млн. человек. Конечно, не всегда дорожно-транспортное происшествие можно отнести к экстремальным условиям. Но бывают случаи, когда во время ДТП люди действительно попадают в экстремальную ситуацию. Например, 22 июля 1970 года в Дели паводковой волной с шоссе в ближайший овраг было смыто 25 автобусов, 5 такси и один военный автомобиль. Лишились жизни большое количество людей, Причиной смерти было не только само ДТП, но и паника, возникшая среди людей. Как правило, наибольшие по количеству жертв – железнодорожные и морские катастрофы, связанные с крупными пассажирскими перевозками. 2 марта 1944 года в тоннеле неподалеку от Салерно в Италии остановился поезд с солдатами, едущими в отпуск: в дыму задохнулись 526 человек. Когда 22 октября 1949 года вблизи городка Новы Двор в Польше сошел с рельсов скорый поезд Гданьск – Варшава, это стоило жизни двум сотням человек. Самой крупной железнодорожной катастрофой была авария экспресса на мосту восточнее Хайдарабада а Индии 28 сентября 1954 года: поезд рухнул в реку, погибли 1172 человека. На утонувшем пароме «Ускудар» в Стамбуле нашли свою смерть 238 человек. И другие факты. В отличие от природных катастроф, транспортные происшествия – явление в первую очередь социальное. С развитием новых современных видов транспорта возникают и новые проблемы. В последнее время мы стали свидетелями разительного паления осторожности и повышенной рискованности людей. Это явление общего порядка в системе человек машина. Мы привыкли к эффективности техники и мало принимаем во внимание возможность ее отказа. Кое-кто просто забывает, чем грозит подобная беспечность и кому за нее придется расплачиваться. То же касается опасных производств, на которых работают с высоко токсичными микроорганизмами, с радиоактивными веществами, и т.д. Экологические катастрофы, их причины и последствия для общества Экологическая катастрофа это максимально сильное воздействие экологически опасных факторов на окружающую среду. ПО ВРЕМЕНИ: ПО ПЕРИОДИЧНОСТИ: ПО ОЧЕРЕДНОСТИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ: ПО ПРОИСХОЖДЕНИЮ: эволюционный, исторический, действующий периодический, непериодический первичный, вторичный космический, абиотический (он же абиогенный), биогенный, биотический, природно-антропогенный, антропогенный (в т.ч. техногенный, загрязнения среды) ПО СРЕДЕ ВОЗНИКНОВЕНИЯ: ПО ХАРАКТЕРУ: ПО ОБЪЕКТУ: ПО УСЛОВИЯМ СРЕДЫ: ПО СТЕПЕНИ ВОЗДЕЙСТВИЯ: ПО СПЕКТРУ ВОЗДЕЙСТВИЯ: атмосферный, водный (он же влажности), геоморфологический, физиологический, генетический, популяционный, биоценотический, экосистемный, биосферный. вещественно-энергетический, физический (геофизический, термический), биогенный (он же биотический), информационный, химический (солености, кислотности), комплексный (экологический, эволюции, системообразующий, географический, климатический) индивидуальный, групповой (социальный, этологический, социально-экономический, социальнопсихологический, видовой (в т.ч. человеческий, жизни общества) зависящий от плотности, не зависящий от плотности летальный, экстремальный, лимитирующий, беспокоящий, мутагенный, канцерогенный избирательный, общего действия C практической точки зрения целесообразно разделение ЭОФ на химические (т.е. зависящие от химического состава среды), физические (электромагнитные, радиационные и радиоактивные, световые, вибрационные, шумовые, тепловые), биологические (источником которых служат живые организмы, например, бактерии; сюда также включаются и биотические), информационные (факторы, выступающие в качестве кода жизненно важного сообщения, но с неадекватным ответом), механические (твердые отходы, мусор), комплексные (характеризующиеся многосторонним действием, например климатические). Необходимо учесть, что эта классификация в значительной мере условна и большинство ЭОФ могут рассматриваться как комплексные или же быть отнесены одновременно к разным группам (например, микотоксины — по своей природе являясь продуцентами плесневых грибков, т.е. биологическими по происхождению, в то же время представляют собой химические вещества; или такой физический ЭОФ как шум в определенных условиях является информационным и т.п.). Кроме того, многие ЭОФ действуют опосредованно (например, кислотные дожди) "подготавливают почву" для воздействия других факторов. Экологический кризис – экологическое неблагополучие, характеризующееся устойчивыми отрицательными изменениями окружающей среды, и представляющее угрозу для здоровья людей. Это напряженное состояние взаимоотношений между человечеством и природой, обусловленное несоответствием размеров производственно-хозяйственной деятельности человека ресурсноэкологическим возможностям биосферы. Экологический кризис характеризуется не столько усилением воздействия человека на природу, сколько резким увеличением влияния измененной людьми природы на общественное развитие. Экологическая катастрофа – экологическое неблагополучие, характеризующееся глубокими необратимыми изменениями окружающей среды и существенным ухудшением здоровья населения. Это природная аномалия, нередко возникающая на основе прямого или косвенного воздействия человеческой деятельности на природные процессы и ведущая к остронеблагоприятным экономическим последствиям или массовой гибели населения определенного региона. Различие между экологическим кризисом и экологической катастрофой состоит в том, что кризис – обратимое явление, в котором человек выступает активно действующей стороной, а катастрофа – необратимое явление, и человек уже лишь пассивная, страдающая сторона. Основной причиной катастроф сфере экологии является антропогенное воздействие на окружающую среду. Человек становиться более агрессивным в отношении природы. В результате его деятельности все чаще происходит интенсивная деградация почвенного покрова. Такое явление характеризуется систематическим снижением качественных характеристик почвенного слоя. Ошибки в мелиоративных работах, бездумное засорение почв отходами бытового и промышленного производства, безграмотная агротехника – все это может стать причиной деградации. Отрицательное воздействие на параметры почвы оказывает применение химических веществ, таких как гербициды и пестициды. Содержание тяжелых металлов в почве приводит к обеднению микробиологии покрова, а также к исчезновению крупных обитателей почвы (червей, насекомых). Причиной всех техногенных катастроф является человеческий фактор: Плохая обученность человека. Невнимательное отношение человека к работе. Низкая трудовая дисциплина или еѐ отсутствие. · Экономические причины. Высокая стоимость очистных сооружений и других средств охраны природы, достигающая иногда трети капиталовложений, зачастую вынуждает хозяйственников и администраторов экономить на природе при строительстве новых производств. Издержки рыночной экономики, связанные с погоней за прибылью, и плановой, отягощенной идеологическими догмами, безусловно, ведут к углублению экологического кризиса. · Научно-технические причины. Основная часть потока загрязнений, поступающих в атмосферу, гидросферу и литосферу Земли, обусловлена существующими научно-техническими трудностями. Следует иметь в виду, что лишь незначительная доля используемых в промышленности химических процессов протекает с количественным выходом и 100%-ой селективностью. В большинстве случаев наряду с целевым продуктом образуется гамма побочных, для полной утилизации которых требуется бесконечно большая сумма капиталовложений. Поэтому на практике устанавливают некоторый допустимый уровень загрязнений, который обеспечивается разумным уровнем затрат. Рассмотрим несколько примеров. · Нерациональное использование природных ресурсов. Кризисные ситуации, возникающие из-за истощения природных ресурсов, успешно разрешаются совершенствованием технологий добычи, транспортировки, переработки традиционных природных ресурсов, открытием и использованием новых, а также изготовлением синтетических материалов. · Низкий уровень знаний. В наше время люди, принимающие ответственные технические решения и не владеющие при этом основами естественных наук, становятся социально опасными. Многие из уже произошедших и, вероятно, будущих катастроф связаны с малограмотностью технических руководителей и исполнителей. · Низкий уровень культуры и нравственности. Совершенно очевидно, что для сохранения природы необходимо, чтобы каждый человек, соприкасающийся с промышленным или сельскохозяйственным производством, с бытовыми химическими веществами, был не только экологически грамотен, но и сознавал свою ответственность за действия, которые приносят природе явный вред. Экологические последствия войн и развития военно-промышленного комплекса. В результате военных действий погибают не только люди и созданные ими материальные ценности, но и подвергается сильнейшей деградации окружающая природная среда. Воронки от бомб, груды поврежденной техники и др. нарушают ландшафт, приводят в негодность огромные пространства плодородных земель. С 1945 г. по н.в. в мире возникло около 200 локальных войн и крупных военных конфликтов, в которых погибло более 30 млн. человек. Эти вооруженные столкновения сопровождались огромным количеством не боевых потерь. Общеизвестны негативные экологические последствия китайсковьетнамских вооруженных столкновений: небывалые наводнения в сезон дождей, нехватка питьевой воды в засушливый период и т.д. В марте 1983 г. в ходе Ираноиракской войны были повреждены две плавучие нефтяные скважины в Наврузе (Иран), и более 1100 тонн нефти ежедневно выливались в воды Персидского залива. В результате образовалось нефтяное пятно, которое почти полностью закрыло зеркало залива, на большей его части были уничтожены почти все морские организмы. Возникла угроза установкам по опреснению морской воды, поставляющим пресную воду населению обширного региона. В ходе Иракско- Кувейтской войны (1990-1991 гг.) после того как Ирак отверг предъявленное ему 29 ноября 1990 г. требование ООН о немедленном выводе войск из Кувейта и последовавшей за этим международной операцией против Ирака «Буря в пустыне», по приказу Садама Хусейна в Кувейте была слита нефть из терминалов и подожжены нефтяные промыслы, которые горели несколько месяцев, пока их не потушили соединенными усилиями пожарных из разных стран. Окружающей природной среде Кувейта и других стран Персидского залива был нанесен огромный экологический ущерб. В экологии человека при оценке санитарных последствий войны используют те же показатели, что и в социальной гигиене. Первую их группу составляют показатели состояния здоровья, естественное движение населения, заболеваемость, физическое развитие различных его групп. Показатели движения населения содержат данные об изменении в результате войны численности, состава населения, рождаемости, смертности, естественного прироста. Неблагоприятные условия жизни, обусловленные войной, пагубно отражаются, прежде всего, на здоровье детей и подростков, что связано с анатомо-физиологическими особенностями их организма, обуславливающими повышенную чувствительность к воздействию факторов внешней среды. Одним из наиболее существенных факторов является качество питания. Вторую группу составляют показатели прямого воздействия факторов войны на здоровье и численность населения - безвозвратные и санитарные потери населения, инвалидность и ориентировочные показатели отдаленных генетических последствий применения средств массового поражения. Третья группа показателей представлена коэффициентами, характеризующими обеспеченность населения различными видами медицинской помощи и результаты работы основных звеньев системы здравоохранения в период войны - обеспеченность населения врачебными кадрами, госпитальными койками, организация медицинской помощи рабочим промышленных предприятий, сельскому населению, охрана здоровья матери и ребенка, поликлиническая помощь. В эту же группу входят показатели работы противоэпидемиологических учреждений. Из табл. 1.9 видно, что негативное воздействие войн на состав и здоровье населения наиболее отчетливо проявляется в XX столетии. Таблица 1.9 Сопоставление данных числа убитых и умерших во время военных действии с динамикой численности населения Годы XVII век 1700-1788 1789-1897 1898-1959 Среднегодовое число убитых и умерших, % 100 133 188 Около 2000 Численность населения в Европе, % 100 132 253 425 Данные табл. 1.10 свидетельствуют о том, что количество жертв, которое понесло человечество во время войн XX столетия, существенно превышает военные потери предшествующих столетий, при этом среднегодовое количество погибших в войнах XX столетия возросло более чем в 25 раз. Таблица 1.10 Число жертв войны в Европе по столетиям Число убитых и умерших в Среднегодовое число убитых и Век войнах, млн. чел. умерших, тыс. чел. XVII 3,3 33 XVIII 5,2 52 XIX 5,5 55 XX (за 60 более 82 около 1367 лет) В войнах XX столетия потери от непосредственного воздействия оружия противника наблюдаются как среди личного состава вооруженных сил, так и среди мирного населения воюющих государств, причем последние в большей мере возникают как следствие различных неблагоприятных социальногигиенических факторов: миграция, ухудшение питания, жилищнобытовые условия и т. д. Наряду с мобилизацией во время войны в вооруженные силы и военными потерями населения неизбежным фактором, оказывающим влияние на демографическую характеристику, является миграция. На протяжении всей истории войн население покидало места своего постоянного жительства, когда они становились ареной боевых действий. Миграция населения во время войн имела и форму насильственного угона порабощенного народа в страну противника для использования на различных работах. Перемещение больших масс людей в обстановке военного времени пагубно отражается на состоянии их здоровья, а в некоторых случаях отрицательно сказывается и на здоровье коренного населения, на территорию которого прибывают перемещенные лица. Миграция населения отмечается практически во всех военных конфликтах и локальных войнах наших дней. В Европе во время Второй мировой войны осталось без крыши над головой около 60 млн. человек. Происходил массовый уход населения из городов, подвергавшихся налетам авиации противника, вынуждены были искать пристанища в других местах семьи, оставшиеся без жилья. Подавляющее большинство беженцев - женщины, старики и дети, многие из которых в тяжелой дороге заболевали и умирали, не получив медицинской помощи, многие погибли в результате авиационных бомбежек. Мобилизация населения в действующую армию касается мужчин призывного возраста. Крайне незначительный процент военных специалистов комплектуется женщинами (врачи, связисты и т.п.). В результате мобилизации из сферы промышленного и сельскохозяйственного производства уходят наиболее сильные и квалифицированные кадры, что, несомненно, влияет на уровень производства предметов первой необходимости, продуктов питания и, в конечном счете - на жизненный уровень населения. Уход из семьи кормильца отражается на потреблении продуктов питания оставшимися членами семьи, нарушает нормальную функцию воспроизводства населения, наносит тяжелую моральнопсихологическую травму. Масштабы мобилизации мужчин в армию в военное время постоянно возрастали во всех странах, в XX веке армии стали многомиллионными. По данным переписи населения 1959 г. половая диспропорция в СССР после Второй мировой войны, характеризовалась резким преобладанием женской части населения среди людей старше 20 лет (табл. 1.11). Таблица 1.11 Половой состав населения СССР по переписи 1959 г. Человек, млн., в т.ч. Возраст, лет 0-9 10-19 20-24 мужчин женщин 23,6 16,1 10,1 22,8 15,7 10,3 На 1000 мужчин приходится женщин 963 975 1022 Превышение женщин, млн. -0,8 -0,4 +0,2 25-29 30-34 35-39 40-44 45-49 50-54 55-59 60-69 70 и gt; 8,9 8,6 4,5 4,0 4,7 4,0 2,9 4,1 2,5 9,3 10,4 7,1 6,4 7,6 6,4 5,8 7,6 5,4 1039 1206 1560 1603 1606 1605 1993 1863 2137 +0,4 +1,8 +2,6 +2,4 +2,9 +2,4 +2,9 +3,5 +2,9 Тогда в Советском Союзе на 45 мужчин приходилось 55 женщин. В старших возрастах (35 и более лет), перенесших на своих плечах все тяготы Второй мировой войны, половая диспропорция была выражена еще более резко: на 2 мужчины приходилось 3 женщины. Анализируя демографические сдвиги после Первой и Второй мировых войн, необходимо подчеркнуть, что их выравнивание после Второй мировой войны потребовало значительно больше времени, чем после Первой. В табл. 1.12 показано соотношение мужчин и женщин в составе населения России и СССР перед этими войнами и спустя два десятилетия после их окончания. Таблица 1.12 Половой состав населения России и СССР по данным переписей (в процентах ко всему населению) Год Мужчины Женщины 1913 1940 1970 49,7 47,9 46,1 50,3 52,2 53,9 Преобладание женщин 0,6 4,2 7,8 Во время войны резко ухудшается качество питания, снижается его калорийность, насыщенность витаминами. Очень часто война сопровождается голодом и массовой гибелью людей от дистрофии. Только за первый год блокады Ленинграда с 1 июля 1941 г. по 1 июля 1942 г. от голода погибло более 1 млн. человек. Масштабы смертности от хронического голода трудно определить точно, т.к. он чаще всего не является непосредственно причиной смерти человека, а лишь увеличивает подверженность различным трудноизлечимым заболеваниям, связанным, преимущественно, с белково-энергетической недостаточностью. Наиболее уязвимая группа населения к дефициту белка - дети, особенно в период грудного вскармливания и первых лет жизни - от 6 месяцев до 4 лет, а также беременные женщины и кормящие матери. Недостаточность питания может проявляться в виде различных авитаминозов и гиповитаминозов, развивающиеся при этом патологические состояния проявляются в падении сопротивляемости организма к инфекциям, снижении работоспособности, ослаблении памяти. Пережитый голод вызывает в ряде случаев нарушение способности к воспроизводству потомства. Большинство войн прошлых веков обычно сопровождалось развитием эпидемий, которые уносили большее число жертв, чем оружие, применявшееся в ходе военных действий. Общее представление о размере потерь личного состава воюющих армий от болезней, главным образом эпидемических, во время Крымской войны 1853-1856 гг. дает табл. 1.13. До конца XIX века войны обычно сопровождались эпидемиями различных заразных заболеваний, получавших широкое распространение среди личного состава войск и населения воюющих государств. Как правило, потери в войсках от эпидемических болезней превосходили потери от неприятельского оружия. За 132 года в европейских войнах (1783-1865 гг.) было в общей сложности около 8 млн. человеческих жертв, причем, от ранений - 1,5 млн., а от эпидемических болезней - 6,5 млн. человек. С начала XX века потери в войсках от неприятельского оружия стали превышать потери от болезней, что, прежде всего, явилось результатом повышения поражающих возможностей оружия, а также успехов в области профилактики эпидемических заболеваний и создания системы противоэпидемиологической защиты личного состава войск и гражданского населения. Однако, несмотря на это и в XX веке войны, как правило, сопровождались увеличением эпидемической заболеваемости населения, обусловленной резким снижением сопротивляемости организма к возбудителям инфекционных заболеваний. Таблица 1.13 Сопоставление числа умерших от болезней с количеством убитых и умерших от ран во время Крымской воины 1853-1856 гг. Армия Английская Французская Русская Турецкая Погибло от оружия Умерли от неприятеля болезней 4602 17580 20240 73375 46121 88755 20900 24500 Отношение числа боевых потерь к числу умерших от болезней 100:382 100:373 100:190 100:120 Связь между ростом инфекционной заболеваемости и условиями военной обстановки отчетливо проявилась в русско-японскую войну 1904-1905 гг., в Первую мировую войну 1914-1918 гг., охватившую почти все страны Европы, в Гражданскую войну в России, сопровождавшуюся иностранной военной интервенцией и экономической блокадой, в ряде стран в годы Второй мировой войны, а также в период локальных войн последнего времени. Так, во время войны в Корее (1950-1953 гг.) среди личного состава армии США резко возросла заболеваемость геморрагическими лихорадками, малярией и лихорадочными заболеваниями неизвестной этиологии. Во французских войсках в период войны в Алжире (1956-1962 гг.) отмечалась высокая заболеваемость инфекционным гепатитом, в отдельных частях эта болезнь поражала 60-80% личного состава. В американских войсках, оккупировавших Южный Вьетнам, была зарегистрирована высокая заболеваемость малярией, острыми желудочно-кишечными и венерическими болезнями. Из общего числа солдат сухопутных войск, находившихся на лечении в армейских медицинских учреждениях, 70% госпитализировалось по поводу различных заболеваний, причем до 75% из них составляли больные малярией. О систематическом росте числа эпидемических заболеваний среди местного населения страны, являющейся объектом военной оккупации, свидетельствуют данные ВОЗ о заболеваемости чумой и холерой в Южном Вьетнаме: в 1959 г. здесь не было зарегистрировано ни одного случая заболевания чумой, в 1962 г. был зарегистрирован 621 больной чумой и, кроме того, чуму подозревали у 4532 человек; до 1964 г. холера в Южном Вьетнаме не наблюдалась, в 1967 г. было зарегистрировано 1332 подтвержденных случая холеры и у 7313 больных ее подозревали. Научно-техническая революция устранила географические и природные ограничения для применения вооружения и военной техники. Не только земля, но и космос, вода и подводное пространство стали доступны для активной военной деятельности. Технический прогресс открыл широкие возможности для производства невиданных ранее средств поражения: термоядерного, химического и биологического оружия. В ряде стран интенсивно ведутся разработки средств уничтожения на качественно новой основе: вакуумное, лазерное, биосферное, метеорологическое и другие виды оружия. ………………….. Военно-промышленный комплекс - это совокупность исследовательских, производственных предприятий, обеспечивающих разработку, производство, введение в эксплуатацию, хранение, утилизацию военной техники преимущественно для силовых структур страны, а также на экспорт. Влияние деятельности Вооруженных Сил на экологическую обстановку на территории России На сегодняшний день основные проблемы деятельности военнопромышленного комплекса по отношению к экологическому состоянию территории нашей страны связаны с: - ракетно-космической деятельностью; - радиоактивными отходами при производстве военной техники; - загрязнением окружающей среды нефтепродуктами в местах расположения баз флота; - необходимостью регенерации территорий, на которых проводятся учения, в противном случае бои; - ликвидацией вооружения; - др. Отметим основные виды экологической опасности, которые появляются при использовании вооружения и военной техники. Естественно, именно ядерное и химическое оружие, а также использование энергетических объектов и военной техники, представляют огромную экологическую опасность. Экологические проблемы, упомянутые выше, несомненно, требуют применения действенных мер, и хочется отметить, что, используя финансовые ресурсы, многие из этих проблем наша страна в силах решить. ВОПРОС. Нормирование качества окружающей среды (экологическое нормирование) Под качеством окружающей среды понимают степень соответствия среды жизни человека его потребностям. Окружающей человека средой являются природные условия, условия на рабочем месте и жилищные условия. От ее качества зависит продолжительность жизни, здоровье, уровень заболеваемости населения и т.д. Экологическое нормирование – процесс установления показателей предельно допустимого воздействия человека на окружающую среду. Его главная цель – обеспечение приемлемого баланса между экологией и экономикой. Такое нормирование позволяет вести хозяйственную деятельность и сохранять природную среду. В РФ нормированию подлежат: - физические факторы воздействия (шум, вибрация, электромагнитные поля, радиоактивное излучение); - химические факторы – концентрации вредных веществ в воздухе, воде, почвах, продуктах питания; - биологические факторы – содержание патогенных микроорганизмов в воздухе, воде, продуктах питания. Экологические нормативы разделяют на 3 основные группы: - технологические нормативы – устанавливаются для различных производств и процессов, рационального использования сырья и энергии, сведения к минимуму отходов; - научно-технические нормативы – предусматривают систему расчетов и периодического пересмотра нормативов, контроля за воздействием на ОПС; - медицинские нормативы – определяют уровень опасности для здоровья населения. Нормирование качества окружающей среды – установление показателей и пределов, в которых допускается изменение этих показателей (для воздуха, воды, почвы и др.). Цель нормирования – установление предельно допустимых норм (экологических нормативов) воздействия человека на окружающую среду. Соблюдение экологических нормативов должно обеспечить экологическую безопасность населения, сохранение генетического фонда человека, растений и животных, рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов. Нормативы предельно допустимых вредных воздействий, а также методы их определения, носят временный характер и могут совершенствоваться по мере развития науки и техники с учетом международных стандартов. Основные экологические нормативы качества окружающей среды и воздействия на нее следующие: 1. Нормативы качества (санитарно-гигиенические): - предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ; - предельно допустимый уровень (ПДУ) вредных физических воздействий (радиации, шума, вибрации, магнитных полей и др.) 2. Нормативы воздействия (производственно-хозяйственные): - предельно допустимый выброс (ПДВ) вредных веществ; - предельно допустимый сброс (ПДС) вредных веществ. 3. Комплексные нормативы: - предельно допустимая экологическая (антропогенная) нагрузка на окружающую среду. Предельно допустимая концентрация (ПДК) – количество загрязняющего вещества в окружающей среде (почве, воздухе, воде, продуктах питания), которое при постоянном или временном воздействии на человека не влияет на его здоровье и не вызывает неблагоприятных последствий у его потомства. ПДК рассчитывают на единицу объема (для воздуха, воды), массы (для почвы, пищевых продуктов) или поверхности (для кожи работающих). ПДК устанавливают на основании комплексных исследований. При ее определении учитывают степень влияния загрязняющих веществ не только на здоровье человека, но и на животных, растения, микроорганизмы, а также на природные сообщества в целом. Предельно допустимый уровень (ПДУ)– это максимальный уровень воздействия радиации, шума вибрации, магнитных полей и иных вредных физических воздействий, который не представляет опасности для здоровья человека, состояния животных, растений, их генетического фонда. ПДУ – это то же, что и ПДК, но для физических воздействий. В тех случаях, когда ПДК или ПДУ не определены и находятся только на стадии разработки, используют такие показатели, как ОДК – ориентировочно допустимая концентрация, или ОДУ – ориентировочно допустимый уровень соответственно. Предельно допустимый выброс (ПДВ) или сброс (ПДС)– это максимальное количество загрязняющих веществ, которое в единицу времени разрешается данному конкретному предприятию выбрасывать в атмосферу или сбрасывать в водоем, не вызывая при этом превышения в них предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ и неблагоприятных экологических последствий. Комплексным показателем качества окружающей среды является предельно допустимая экологическая нагрузка. Предельно допустимая экологическая (антропогенная) нагрузка на окружающую среду (ПДЭН)– это максимальная интенсивность антропогенного воздействия на окружающую среду, не приносящая к нарушению устойчивости экологических систем (или, иными словами, к выходу экосистемы за пределы экологической емкости). Потенциальная способность природной среды перенести ту или иную антропогенную нагрузку без нарушения основных функций экосистем определяется как емкость природной среды, или экологическая емкость территории. Устойчивость экосистем к антропогенным воздействиям зависит от следующих показателей: - запасы животного и мертвого органического вещества; - эффективность образования органического вещества или продукции растительного покрова; - видовое и структурное разнообразие. Чем эти показатели выше, тем устойчивее экосистема. Экологический мониторинг Мониторинг – это система выполняемых по заданной программе регулярных комплексных долгосрочных наблюдений за состоянием ОС, ее загрязнением, происходящими природными явлениями, а так же оценка, прогноз последующих изменений и регулирование качества ОС за счет разработки и выполнения природоохранных мероприятий (рис. 3). Он является начальным этапом системы обеспечения экологической безопасности. Один из главных принципов экомониторинга – непрерывность слежения. В Российской Федерации мониторинг за состоянием ОС осуществляется в соответствии с Постановлением Правительства РФ «О создании Единой государственной системы экологического мониторинга» от 24.11.93 г. Различают три уровня территориального охвата современного мониторинга: • локальный (биоэкологический, санитарно-гигиенический); • региональный (геосистемный, природно-хозяйственный); • глобальный (биосферный, фоновый), включающий наблюдение за состоянием ОС из космоса (космический мониторинг). Наблюдения за ОС, сбор информации Прогноз состояния ОС Оценка фактическог о состояния ОС Регулирование качества ОС, разработка и выполнение природоохранных мероприятий Рис. 3. Принципиальная схема экологического мониторинга ОС В основных структурных элементах ОС ведутся постоянные наблюдения за присутствием следующих наиболее опасных для природных экосистем и человека загрязняющих веществ: • в атмосферном воздухе – оксидов углерода, азота, серы, аэрозолей (взвешенных веществ), углеводородов, радионуклидов, диоксинов и пр.; • в поверхностных водах и почве – нефтепродуктов, фенолов, тяжелых металлов, соединений фосфора и азота, пестицидов, минеральных солей, РН (комплексный показатель реакции среды); • в биоте – тяжелых металлов, радионуклидов, диоксинов, нитратов. Проводится также мониторинг воздействия вредных физических факторов (радиация, шум, электромагнитные поля) на человека и экосистемы в целом. Результаты экомониторинга ОПС включают в отраслевые кадастры природных ресурсов и используют для принятия экологически значимых хозяйственных или иных решений. ……….. Экологический мониторинг – комплексная система наблюдений, оценки и прогноза состояния окружающей среды под действием природных и антропогенных факторов. Основной принцип мониторинга – непрерывное слежение. Цель экологического мониторинга – информационное обеспечение управления природоохранной деятельностью и экологической безопасностью, оптимизация отношений человека с природой. Выделяют различные виды мониторинга в зависимости от критериев: - биоэкологический (санитарно-гигиенический), - геоэкологический (природно-хозяйственный), - биосферный (глобальный), - космический, - климатический, биологический, здоровья населения, социальный и др. В зависимости от степени выраженности антропогенного воздействия различают мониторинг импактный и фоновый. Фоновый (базовый) мониторинг– слежение за природными явлениями и процессами, протекающими в естественной обстановке, без антропогенного влияния. Осуществляется на базе биосферных заповедников. Импактный мониторинг- слежение за антропогенными воздействиями в особо опасных зонах. В зависимости от масштабов наблюдения выделяют глобальный, региональный и локальный мониторинги. Глобальный мониторинг– слежение за развитием общемировых биосферных процессов и явлений (например, за состоянием озонового слоя, изменением климата). Региональный мониторинг– слежение за природными и антропогенными процессами и явлениями в пределах какого-то региона (например, за состоянием озера Байкал). Локальный мониторинг– мониторинг в пределах небольшой территории (например, контроль за состоянием воздуха в городе). В РФ функционирует и развивается Единая государственная система экологического мониторинга (ЕГСЭМ), сформированная на трех основных организационных уровнях: федеральном, субъектов РФ и локальном (объектном) с целью радикального повышения эффективности службы наблюдения. На основе результатов мониторинга разрабатываются рекомендации по снижению уровня загрязнения окружающей среды и прогноз на будущее. Системы мониторинга связаны с экологической экспертизой и проведением оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС). ……………….. Вопрос. Система мониторинга и состояние ОС Амурской области. Основные экологические проблемы региона. Закон «Об охране окружающей среды в Амурской области» (с изменениями на 17 марта 2015 года) Отражены Основные принципы охраны окружающей среды 1) соблюдение прав человека на благоприятную окружающую среду; 2) обеспечение благоприятных условий жизнедеятельности человека; 3) научно обоснованное сочетание экологических, экономических и социальных интересов человека, общества и государства в целях обеспечения устойчивого развития и благоприятной окружающей среды; 4) охрана, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов как необходимых условий обеспечения благоприятной окружающей среды и экологической безопасности; 5) ответственность органов государственной власти Российской Федерации, органов государственной власти области, органов местного самоуправления за обеспечение благоприятной окружающей среды и экологической безопасности на соответствующих территориях; 6) платность природопользования и возмещение вреда окружающей среде; 7) независимости государственного экологического надзора; (пункт 7 в редакции, введенной в действие от 17 ноября 2012 года Законом Амурской области от 02 ноября 2012 года N 108-ОЗ, - см. предыдущую редакцию) 8) презумпция экологической опасности планируемой хозяйственной и иной деятельности на территории области; 9) обязательность оценки воздействия на окружающую среду при принятии решений об осуществлении хозяйственной и иной деятельности; 10) обязательность проведения в соответствии с законодательством Российской Федерации проверки проектов и иной документации, обосновывающих хозяйственную и иную деятельность, которая может оказать негативное воздействие на окружающую среду, создать угрозу жизни, здоровью и имуществу граждан, на соответствие требованиям технических регламентов в области охраны окружающей среды; (пункт в редакции, введенной в действие Законом Амурской области от 06 марта 2011 года N 14-ОЗ (Пункт 11 утратил силу на основании Закона Амурской области от 30 июня 2008 года N 55-ОЗ. - См. Предыдущую редакцию) 12) учет природных и социально-экономических особенностей территорий при планировании и осуществлении хозяйственной и иной деятельности; 13) приоритет сохранения естественных экологических систем, природных ландшафтов и природных комплексов; 14) допустимость воздействия хозяйственной и иной деятельности ил природную среду, исходя из требований в сфере охраны окружающей среды; 15) обеспечения снижения негативного воздействия хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду в соответствии с нормативами в сфере охраны окружающей среды, которого можно достигнуть на основе использования наилучших доступных технологий с учетом экономических и социальных факторов; 16) обязательности участия в деятельности но охране окружающей среды органов государственной власти Российской Федерации, органов государственной власти области, органов местного самоуправления, общественных объединений и некоммерческих организаций, юридических и физических лиц; (пункт 15-16 в редакции, введенной в действие от года Законом Амурской области от 17 марта 2015 года N 501-ОЗ 17) сохранение биологического разнообразия; 18) обеспечения сочетания общего и индивидуального подходов к установлению мер государственного регулирования в сфере охраны окружающей среды, применяемых к юридическим лицам и индивидуальным предпринимателям, осуществляющим хозяйственную и (или) иную деятельность или планирующим осуществление такой деятельности; (пункт 18 в редакции, введенной в действие от года Законом Амурской области от 17 марта 2015 года N 501-ОЗ 19) запрещение хозяйственной и иной деятельности, последствия воздействия которой непредсказуемы для окружающей среды, а также запрещение реализации проектов, которые могут привести к деградации естественных экологических систем, изменению и (или) уничтожению генетического фонда растений, животных и других организмов, истощению природных ресурсов и иным негативным изменениям окружающей среды; 20) соблюдение права каждого на получение достоверной информации о состоянии окружающей среды, а также участие граждан в принятии решений, касающихся их прав на благоприятную окружающую среду; 21) ответственность за нарушение законодательства в сфере охраны окружающей среды; 22) организация и развитие системы экологического образования, воспитания и формирования экологической культуры; 23) участия фаждан, общественных объединений и некоммерческих организаций в решении задач охраны окружающей среды; (пункт 23 в редакции, введенной в действие от года Законом Амурской области от 17 марта 2015 года N 501-ОЗ 23(1) обязательности финансирования юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями, осуществляющими хозяйственную и (или) иную деятельность, которая приводит или может привести к загрязнению окружающей среды, мер по предотвращению и (или) уменьшению негативного воздействия на окружающую среду, устранению последствий этого воздействия; (пункт 23.1 дополнительно добавлен Законом Амурской области от 17 марта 2015 года N 501-ОЗ) 24) международное сотрудничество в сфере охраны окружающей среды. На сегодняшний день, согласно большинству специализированных рейтингов, Амурская область в экологическом отношении является одним из наиболее благополучных российских регионов. Впрочем, это совсем не вызывает удивления, поскольку в экономическом отношении она развита довольно слабо, а это значит, что на ее природу оказывается относительно небольшое антропогенное воздействие. Тем не менее, как и везде в нашем Отечестве, в Амурской области есть определенные проблемы с экологией, которые имеют как объективные, так и субъективные причины. Довольно острой в Амурской области является и проблема утилизации промышленных и твердых бытовых отходов. Неподалеку от крупных населенных пунктов (в частности, от Благовещенска) располагается немало несанкционированных свалок, наносящих серьезный урон окружающей среде. Решение этой насущной проблемы вызывает у местных властей большие затруднение, поскольку область является дотационной, и поэтому во многом зависит от федерального бюджета, который на ее экологию средств практически не выделяет. Основными виновниками загрязнений воздуха в крупных населенных пунктах Амурской области являются энергетические объекты и автомобильный транспорт, кроме того, немалую лепту в это вносят и сезонные лесные пожары (которые, кстати говоря, во многих случаях возникают из-за неосторожного обращения с огнем местных жителей). Далеко не лучшим образом складывается ситуация в Амурской области и в такой важной сфере, как водопользование. Дело в том, что практически все крупные населенные пункты производят забор питьевой и технической воды из Амура, который является пограничной рекой, и в который соседи из Поднебесной частенько сбрасывают загрязненные сточные воды. В Китае нередко случаются и аварии на химических предприятиях, в результате которых вредные и токсичные вещества попадают в реку. Как правило, российскую сторону о них не информируют, что является серьезным фактором экологической опасности не только для Амурской области, но и для всего Дальневосточного региона России. Решение этой проблемы находится, как считают экологи, в дипломатической плоскости. Экология золотодобывающей промышленности В Амурской области ежегодно добывается более 10 т. золота, при этом нарушается более 1500 га земель, перерабатывается более 170 млн. м3 горной массы, в том числе 50 млн. м3 перемывается с использованием 1500 млн. м3 речной воды. К настоящему времени нарушено 150 малых рек (до 200 км длиной) с общим водосбором 12 тыс. км2 , 54 месторождения торфа на площади 13 тыс. га с запасами торфа 168 млн. т., 36 тыс. га на отработанных месторождениях золота превращены в пустыри, непригодные для естественного лесовосстановления. Экологические последствия добычи золота, степень влияния на окружающую среду во многом определяются технологическим уровнем, количеством приёмов и содержанием технологического регламента. Внешне добыча рассыпного золота чрезвычайно проста, на первый взгляд безвредна и заключается в следующем. Бульдозерами снимается верхний слой пустых пород и окучивается за пределами контура месторождения. Оттаявшие золотосодержащие пески промываются драгами или другими промприборами с использованием гидравлическогравитационного способа извлечения «шлихового золота». самостоятельных блоков. 1. Нарушение земель на территории горного отвода (уничтожение природных ресурсов). 2. Влияние на внешнюю окружающую среду вследствие образования биогеохимического и гидрологического барьеров. 3. Влияние на природные системы нижнего течения. Вопрос. Водные ресурсы Земли. Факторы определяющие хим состав природных вод. Рациональное водопользование. Защита природных вод от загрязнения. В настоящее время вода – это самый важный элемент в биосфере Земли, поскольку ее нельзя заменить ничем. К счастью, водные ресурсы считаются неисчерпаемыми, поскольку ученые придумали способ опреснения соленых вод. Главное назначение воды как природного ресурса – поддержание жизнедеятельности всего живого – растений, животных и человека. Она – основа всего живого на нашей планете, главный поставщик кислорода в самом важном процессе на Земле – фотосинтезе. Вода – важнейший фактор климатообразования. Поглощая тепло из атмосферы и отдавая его обратно, вода регулирует климатические процессы. Водными ресурсами Земли называют воды, пригодные для практического использования. К ним относятся почти все воды земного шара – речные, воды озёр, морские, подземные, почвенная влага, лёд горных ледников и полярных «шапок», а также водяные пары атмосферы – исключение составляют только воды, физически или химически связанные с минералами или биомассой. Однако с точки зрения водообеспечения к водным ресурсам следует относить лишь те природные воды, которые могут быть использованы на данном уровне развития техники при конкретном состоянии водного источника. Самыми ценными для хозяйства и потребностей человека являются пресные воды суши. Водные ресурсы распределены по поверхности Земли весьма неравномерно – так, наибольшим количеством пресной воды располагают Южная Америка и Австралия; при этом густонаселённые и имеющие значительный потенциал развития страны Азии испытывают всё более острый дефицит пресной и, особенно, пригодной для питья воды. Запасы пресной воды на Земле оцениваются в 35 млн. км3 , что составляет не более 2,5 % от общих запасов воды на Земле; при этом пресные воды рек, наиболее широко используемые в деятельности человека, составляют лишь 0,006 % от всех запасов воды. водные ресурсы Земли это: • Поверхностные воды (океаны, озера, реки, моря, болота) • Подземные воды. • Искусственные водоемы. • Ледники и снежники (замерзшая вода ледников Антарктиды, Арктики и высокогорья). • Вода, содержащаяся в растениях и животных. • Пары атмосферы. Химический состав природных вод. Химический состав природных вод – совокупность растворенных в природных водах минеральных и органических веществ в ионном, молекулярном, комплексном и коллоидном состояниях (ГОСТ 17403-72). В природных водах растворены почти все известные на Земле химические элементы, из 87 стабильных химических элементов, установленных в земной коре, в настоящее время в природных водах обнаружены около 80. Факторы, влияющие на химический состав воды Химический состав природной воды определяет предшествующая ему история, т.е. путь, совершенный водой в процессе своего круговорота. Количество растворенных веществ в такой воде будет зависеть, с одной стороны, от состава тех веществ, с которыми она соприкасалась, с другой - от условий, в которых происходили эти взаимодействия. Влиять на химический состав воды могут следующие факторы: горные породы, почвы, живые организмы, деятельность человека, климат, рельеф, водный режим, растительность, гидрогеологические и гидродинамические условия и пр. Рассмотрим лишь некоторые факторы, влияющие на состав воды. Почвенный раствор и фильтрующиеся через почву атмосферные осадки способны усиливать растворение пород и минералов. Это одно из важнейших свойств почвы, влияющее на формирование состава природных вод, является результатом увеличения концентрации диоксида углерода в почвенном растворе, выделяющегося при дыхании живых организмов и корневой системы в почвах и биохимическом распаде органических остатков. Вследствие этого концентрация CO2 в почвенном воздухе возрастает от 0,033 %, свойственных атмосферному воздуху, до 1 % и более в почвенном воздухе (в тяжелых глинистых почвах концентрация CO2 в почвенном воздухе достигает иногда 5-10 %, придавая тем самым раствору сильное агрессивное действие по отношению к породам). Другим фактором, усиливающим агрессивное действие фильтрующейся через почву воды, является органическое вещество - почвенный гумус, образующийся в почвах при трансформации растительных остатков. В составе гумуса в качестве активных реагентов прежде всего следует назвать гуминовые и фульвокислоты и более простые соединения, например органические кислоты (лимонная, щавелевая, уксусная, яблочная и др.), амины и т.п. Почвенный раствор, обогащаясь органическими кислотами и CO2, во много раз ускоряет химическое выветривание алюмосиликатов, содержащихся в почвах. Аналогично вода, фильтрующаяся через почву, ускоряет химическое выветривание алюмосиликатов и карбонатных пород, подстилающих почву. Известняк легко образует растворимый (до 1,6 г/л) гидрокарбонат кальция: CaCO3 + H2O + CO2 ↔ Ca(HCO3)2 Почти на всей европейской части России (кроме Карелии и Мурманской области) известняки, а также доломиты MgCO3•CaCO3 залегают довольно близко к поверхности. Поэтому вода здесь содержит преимущественно гидрокарбонаты кальция и магния. В таких реках, как Волга, Дон, Северная Двина, и основных их притоках гидрокарбонаты кальция и магния составляют от 3/4 до 9/10 всех растворённых солей. Соли попадают в водоёмы и в результате деятельности человека. Так, хлоридами натрия и кальция зимой посыпают дороги, чтобы растапливать лёд. Весной вместе с талой водой хлориды стекают в реки. Треть хлоридов в реках европейской части России привнесена туда человеком. В реках, на которых стоят крупные города, эта доля гораздо больше. Рельеф местности косвенно влияет на состав воды, способствуя вымыванию солей из толщи пород. Глубина эрозионного вреза реки облегчает поступление в реку более минерализованных грунтовых вод нижних горизонтов. Этому же способствуют и другие виды депрессий (речные долины, балки, овраги), улучшающие дренирование водосбора. Климат же, создает общий фон, на котором происходит большинство процессов, влияющих на формирование химическою состава природных вод. Климат прежде всего определяет баланс тепла и влаги, от которого зависит увлажненность местности и объем водного стока, а следовательно, и разбавление или концентрирование природных растворов и возможность растворения веществ или выпадения их в осадок. Огромное влияние на химический состав воды и его изменение с течением времени оказывают источники питания водного объекта и их соотношение. В период таяния снега вода в реках, озерах и водохранилищах имеет более низкую минерализацию, чем в период, когда большая часть питания осуществляется за счет грунтовых и подземных вод. Это обстоятельство используют при регулировании наполнения водохранилищ и сброса из них воды. Как правило, водохранилища наполняют в период весеннего половодья, когда приточная вода имеет меньшую минерализацию. 1. Физико-географические факторы. 2. Геологические факторы. 3. Физико-химические факторы. 4. Биологические факторы. 5. Антропогенные факторы. Рациональное водопользование — комплекс мер по уменьшению потребления воды и повышению эффективности переработки сточных вод в целях ресурсосбережения, охраны природы и для повышения экономической эффективности в промышленности, жилищнокоммунальном и сельском хозяйстве. Меры по рациональному водопользованию включают: 1. Любое существенное уменьшение потерь воды, её использования или загрязнения, равно как и сохранение качества водных ресурсов. 2. Уменьшение использования воды посредством внедрения мер сохранения водных ресурсов или повышения эффективности использования воды. 3. Внедрение систем управления водными ресурсами, сокращающих или благоприятствующих уменьшению избыточного потребления воды. экозащитные мероприятия: - развитие безотходных и безводных технологий; внедрение систем оборотного и замкнутого водоснабжения; уменьшение количества сточных вод; уменьшение содержания загрязняющих веществ в сточных водах. (В США одна и та же вода используется 10 раз. В Японии оборотное водоснабжение выросло до 74%. В России – 2-3 раза). - очистка сточных вод (пром., коммун.-бытовых). Главный загрязнитель поверхностных вод – сточные воды, поэтому разработка и внедрение эффективных методов очистки сточных вод представляется весьма важной экологической задачей. - очистка и обеззараживание самих поверхностных вод, используемых для водоснабжения. К ним относятся: очистка водной поверхности от нефтяной пленки и плавающих предметов, удаление загрязненного грунта. В Великобритании, например, разработан метод очистки воды от нефти с помощью специального вещества. Нефть, обработанная этим веществом, быстро коагулируется и оседает на дно, смешиваются с илом и разлагаются бактериями. - создание водоохраной зоны – территории, прилегающей к водным объектам со специально установленным режимом для предотвращения загрязнения. Она создается как составная часть природо-охранных мероприятий по улучшению гидрологического режима. Её размеры определяются с учетом физикогеографических, почвенных и гидрологических условий. Её минимальная ширина устанавливается в зависимости от длины реки. От истока реки до 10 км ширина водоохраной зоны – 15 м; 11-50 км – 100м; 51 – 100 км – 200м; 101 – 200 км – 300м; 201-500 км – 400 м и свыше 500 км – 500м. Внутри водоохраной зоны выделяют прибрежную водоохранную полосу. Это территория строгого ограничения хозяйственной деятельности. Она используется под сенокосы и лесные полосы. В водоохраной зоне запрещается содержание гаражей, складов, прудов-накопителей, животноводческих ферм, строительство новых предприятий, стоянки автомашин Вопрос. Защита атмосферы от хим загрязнения. Аэрозоли, их классификация и характеристика; воздействие аэрозолей на живые организмы. Кислотные дожди. Проблема разрушения озонового слоя. Парниковый эффект. Аэрозоли -двухфазная система, где сплошной фазой явл. газ, а дисперсной фазой твердые или жидкие частицы. Аэрозоли: -естественные (обр.при эрозии почвы, туманы, изверж. вулканов) -искуственные (обр.в результате хозяйственной деятельности человека) Промышленные аэрозоли: -пыль(попадает в воздух при сушке, механич. измельчениях)-40мкм -дым (обр.в результате хим., фотохим. реакци)-5 мкм -туман -5 мкм -смешанные аэрозоли Пылями называют дисперсионные аэрозоли с твердыми частицами, независимо от дисперсности. Пылью обычно также называют совокупность осевших частиц (гель или аэрогель). Важный параметр пыли — ее плотность. От плотности частиц пыли зависит эффективность ее осаждения в гравитационных и центробежных пылеуловителях. Склонность частиц пыли к слипаемости определяется ее адгезионными свойствами. Чем выше слипаемость пыли, тем больше вероятность забивания отдельных элементов пылеуловителя и налипания пыли на газоходах. Чем мельче пыль, тем выше ее слипаемость. Слипаемость пыли значительно возрастает при ее увлажнении. Под туманами понимают газообразную среду с жидкими частицами как конденсационными, так и дисперсионными, независимо от их дисперсности. Дымами называют конденсационные аэрозоли с твердой дисперсной фазой или или включающие частицы и твердые, и жидкие. В процессах пылеулавливания весьма важны физико-химические характеристики пылей и туманов, а именно: дисперсный (фракционный) состав, плотность, адгезионные свойства, смачиваемость, электрическая заряженность частиц, удельное сопротивление слоев частиц и др. Для правильного выбора пылеулавливающего аппарата необходимы прежде всего сведения о дисперсном составе пылей и туманов. Аэрозоли обычно полидисперсны, т. е. содержат частицы различных размеров. Дисперсность - степень измельчения вещества. Под дисперсным (зерновым, гранулометрическим) составом понимают распределение частиц аэрозолей по размерам. Он показывает, из частиц какого размера состоит данный аэрозоль, и массу или количество частиц соответствующего размера. Дисперсность в значительной мере определяет свойства аэрозолей. В результате измельчения изменяются некоторые свойства вещества и приобретаются новые. Это вызвано, в основном, тем, что при диспергировании вещества многократно увеличивается его суммарная поверхность. По дисперсности пыли классифицированы на 5 групп: I — очень крупнодисперсная пыль, d50 >140 мкм; II — крупнодисперсная пыль, d50 =40…140 мкм; III — среднедисперсная пыль, d50 = 10…40 мкм; IV — мелкодисперсная пыль, d50 = l…10 мкм; V — очень мелкодисперсная пыль, d50< l мкм. аэрозолей, оказывает существенное влияние на здоровье работников. Наиболее частым заболеванием, вызываемым действием пыли, является бронхит. В бронхах скапливается мокрота, и болезнь хронически прогрессирует. Имеется непосредственная связь между количеством, концентрацией, химическим составом пыли в рабочей зоне и возникающими профессиональными заболеваниями работников. Наиболее опасны для человека аэрозоли, состоящие из очень мелких частиц (размером от 0,5 до 10 мкм), которые легко проникают в легкие и задерживаются там в альвеолах. Чем мельче частицы пыли, тем дольше они находятся в воздухе в виде аэрозоля и тем легче в процессе дыхания попадают в организм человека. Пылевые частицы с зазубренными острыми краями (металлическая, минеральная пыль) попадающие в дыхательные пути в большом количестве, могут травмировать слизистые оболочки. Задерживаясь в легких, они приводят к развитию соединительной ткани в воздухообменной зоне и рубцеванию (фиброзу) легких. Характер воздействия пыли на организм человека зависит от ее химического состава и токсичности (ядовитости). Попадая в организм человека, частицы токсической пыли взаимодействуют с кровью и тканевой жидкостью. В результате протекания химических реакций образуются ядовитые вещества. Продолжительное действие пыли на органы дыхания может привести к профессиональному заболеванию — пневмокониозу. Пневмокониоз характеризуется разрастанием соединительной ткани в дыхательных путях. В запыленном воздухе дыхание становится затрудненным, насыщение крови кислородом ухудшается, что предрасполагает к легочным заболеваниям. Пыль, попадающая на слизистые оболочки глаз, вызывает их раздражение, конъюнктивит. Оседая на коже, пыль забивает кожные поры, препятствуя терморегуляции организма, и может привести к дерматитам, экземам аэрозолей (пыли), не обладающих выраженной токсичностью. Для этих веществ характерен фиброгенный эффект действия на организм. Аэрозоли угля, кокса, сажи, алмазов, пыли животного и растительного происхождения, силикат и кремнийсодержащие пыли, аэрозоли металлов, попадая в органы дыхания вызывают повреждение слизистой оболочки верхних дыхательных путей и, задерживаясь в легких, вызывают воспаление (фиброзу) легочной ткани. Профессиональные заболевания, связанные с воздействием аэрозолей -пневмокониозы. Пневмокониозы различаются на: · силикозы – развиваются при действии пыли свободного диоксида кремния; · силикатозы – развиваются при действии аэрозолей солей кремниевой кислоты; · разновидности силикатоза: асбестоз (асбестовая пыль), цементоз (цементная пыль), талькоз (пыль талька); · металлокониозы - развиваются при вдыхании металлической пыли, например бериллиевой (бериллиоз); · карбокониозы, например антраноз, возникающий при вдыхании угольной пыли. Результатом вдыхания человеком пыли является пневмосклерозы, хронические пылевые бронхиты, пневмонии, туберкулезы. Рак легких. Наличие аэрозолей фиброгенного эффекта не исключает их общетоксического воздействия. К ядовитым пылям относятся аэрозоли ДДТ, свинца, бериллия, мышьяка и др. При попадании их в органы дыхания, помимо изменений в верхних дыхательных путях и легких, развивается острое и хроническое отравление. Вопрос. Структура взаимодействия промышленного предприятия с ОС. Общие показатели и характеристика влияния отдельных производств. Взаимоотношения в системе «промышленное предприятие - окружающая среда» осуществляются следующим образом. Предприятие забирает из окружающей среды природные ресурсы, при переработке которых изготовляет необходимый обществу конечный продукт. В окружающую среду при этом попадают продукты технологического передела — различные отходы. Взаимодействие промышленного предприятия с окружающей средой можно представить в виде следующей схемы Идеально было бы свести на нет выбросы и минимизировать количество используемых ресурсов. Обычно этого достичь не удается из-за отсутствия приемлемых технических решений и высокой стоимости очистки. Отрицательное воздействие производства на окружающую среду обусловлено не только его нерациональной структурой, но и несовершенством технологических процессов. Об этом свидетельствует тот факт, что из огромного количества вещества, изымаемого человечеством из природной среды для целей производства, в конечный продукт превращается лишь 1,5-2,0 %. Конечно, степень загрязнения окружающей среды зависит от профиля промышленного предприятия. Принято считать, что наибольшее отрицательное воздействие на природу оказывает химическая промышленность. Но основное загрязнение, например, атмосферы создают пять отраслей промышленности. Это электроэнергетика, черная и цветная металлургия, нефтедобыча и нефтехимия, производство стройматериалов. Показатель Выбросы в атмосферу Сброс загрязненных сточных вод Всего 100% 100% Нефтедобывающая 25% 0,1% Цветная металлургия 20% 8% Электроэнергетика 19% 12% Черная металлургия 13% 11% Угольная 5% 7% Газовая 4% 0,2% Нефтепеpеpабатывающая 3% 4% Строительных материалов 3% 2% Химическая и нефтехимическая 2% 20% Машиностроение и металлообработка 2% 8% в том числе по отраслям промышленности: Лесная, деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная 2% 23% Пищевая промышленность 1% 2% Легкая промышленность 0,2% 1% Прочие отрасли 1% 2% В Конституции «…экологическая безопасность - состояние защищенности природной среды и жизненно важных интересов человека от возможного негативного воздействия хозяйственной и иной деятельности, чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, их последствий». Производственная деятельность предприятия, в результате которой локальной экосистеме наносится ущерб в размере, не превышающем ассимиляционный потенциал территории – экологически безопасная производственная деятельность. Что делать Правильное направление развития промышленности сегодня – это оптимальное сочетание промышленного производства и чистоты окружающей природной среды. Организационно-технические мероприятия по обеспечению экологической безопасности промышленных предприятий разрабатываются на этапе проектирования и корректируются при постройке. С учетом накопленного опыта эксплуатации предприятий организационно-технические мероприятия могут быть изменены и дополнены. Данные мероприятия включают в себя: • содержание оборудования и систем в процессе эксплуатации в исправном состоянии; • организацию деятельности предприятия для исключения попадания вредных выбросов в окружающую природную среду; • организацию контроля над состоянием систем очистки вредных выбросов и окружающей среды; • обеспечение предприятий переносными средствами контроля над состоянием природной среды и сбора протечек загрязненных вод; • обеспечение всех предприятий наглядной агитацией по охране окружающей природной среды. Эрготические мероприятия по обеспечению экологической безопасности промышленных предприятий изложены в правилах, инструкциях, руководствах, наставлениях, директивах и т. п. и определяют действия каждого работника предприятия по снижению вредного воздействия участка, цеха и предприятия в целом на природную среду, а также первичные действия по локализации вредных аварийных выбросов в биосферу. Указанные мероприятия реализуются в процессе повседневной деятельности предприятий. Эрготическими являются следующие мероприятия: • правильное и четкое выполнение всех должностных обязанностей, в том числе и по охране окружающей природной среды; • понимание ответственности всеми категориями руководителей и работников за загрязнение природной среды; • специальная подготовка всего персонала промышленных комплексов в соответствии со своей должностью; • экологическое воспитание руководителей и работников; • подготовка обслуживающего персонала по борьбе с загрязнением окружающей природной среды. К сожалению, используемые в настоящее время мероприятия по экологическому обеспечению являются пассивными, а для максимальной экологической безопасности предприятий необходимо использовать активные природоохранные мероприятия, например широкое внедрение и использование ресурсосберегающих и безотходных технологий. Практическая реализация представленных мероприятий дело нелегкое и требует определенного времени с привлечением научного потенциала, но откладывать их практическую реализацию на будущее уже нельзя. Промышленное производство и окружающая природная среда – две противоположные неразрывные составляющие развития современной человеческой цивилизации. Сегодня на нашей планете проживает более 7 миллиардов человек, и каждый, естественно, хочет жить лучше и безопаснее. Очевидно, что единственным путем дальнейшего существования человека в настоящем и будущем является жизнедеятельность в полной гармонии с окружающим миром, что предполагает развитие и функционирование промышленного производства с учетом интересов природы. Дальнейшее развитие современной цивилизации на основе использования достижений научно-технического прогресса немыслимо без экологического обеспечения, то есть без бережного и рационального отношения к окружающей природной среде.
