2. Чрезвычайные ситуации экологического характера

Хозяйственная деятельность людей часто оказывает негативное влияние на окружающую среду. При решении экономических, политических, социальных и других задач часто нарушаются законы экологии, что приводит к загрязнению окружающей среды, т.е. к увеличению количества физических, химических или биологических компонентов сверх установленных норм. Загрязнения окружающей среды принято классифицировать по разным признакам: причинам возникновения, характеру загрязнений, величине загрязнённой территории, силе и характеру воздействия и продолжительности существования, источникам возникновения.

По характеру загрязнения бывают следующими:

• физическое (электромагнитное, радиоактивное, механическое, тепловое, шумовое, световое и др.);

• химическое (газообразное, аэрозольное, нефтяное, загрязнение тяжелыми металлами, гербицидами, пестицидами, канцерогенными веществами);

• биологическое (биотическое, микробиологическое и др.);

• социальное (военное, забастовочное и др.);

• информационное.

Физическое загрязнение окружающей среды связано с отклонением от нормы напряженности электромагнитного поля, уровня мощности радиации и т.п.

Электромагнитное загрязнение. Источниками электромагнитного загрязнения являются передатчики радиовещательных станций, передатчики радиолокационных станций, линии электропередач и другие промышленные установки.

Для здоровья людей наиболее опасно воздействие электромагнитной энергии в диапазоне сверхвысоких частот (СВЧ) с длинами волн от 1 мм до 1 м. При длительном облучении и определенной величине напряженности поля появляется сонливость или бессонница, утомляемость, вялость, головная боль. При кратковременном облучении эти признаки нарушения здоровья человека могут проявляться частично. Защитные мероприятия:

• ограничение мощности передачи энергии в районах проживания;

• отселение из населенных пунктов, где мощность излучения превышает предельно допустимое значение;

• установление определенных режимов работы;

• установка передающих устройств на безопасных расстояниях и др.

Радиоактивное загрязнение – это превышение фонового значения уровня радиации или плотности интенсивности распадов радионуклидов более 1 Ки/км². Вопросы радиоактивных загрязнений изучаются на отдельном занятии.

Механическое загрязнение окружающей среды происходит в результате образования свалок захоронения мусора, бытовых и промышленных отходов и т.п. В нашей республике ежегодно вывозится за пределы городов более 40 млн т отходов, в том числе: 30 млн т от производства минеральных удобрений; 2,5 млн т отходов пищевой промышленности; 2 млн т черных металлов; 2,4 млн т древесных отходов; 48 тыс. т стеклобоя и др. Все виды механического загрязнения оказывают отрицательное воздействие на здоровье людей не сразу, а постепенно.

Тепловое загрязнение происходит в результате повышения температуры окружающей среды, главным образом из-за выброса промышленными установками нагретого воздуха, отходящих газов и воды. В последние десятилетия на планете наблюдается глобальное потепление, в основном в городах и районах, где располагаются объекты энергетики. В атмосферу за счет сжигания топлива ежегодно выбрасывается около 20 млрд т углекислого газа, который хорошо пропускает тепловое излучение Солнца, но является экраном для обратного потока тепла, что приводит к парниковому эффекту. Постепенное потепление на планете в будущем может привести к таянию вечных льдов. Повышению температуры Земли способствует и уменьшение толщины озонового слоя в результате разрушительного действия фреона, оксида азота, хлора и других химических соединений.

Толщина озоновой оболочки колеблется в пределах 1 – 3 мм, весной – максимум, осенью – минимум. Основная масса озона сосредоточена в слое 15 – 55 км. Считается, что процесс разрушения озонового слоя продолжается и к 2050 г. толщина его может уменьшиться на 10 %. Это может привести к увеличению интенсивности ультрафиолетового излучения, что в свою очередь вызовет увеличение количества онкозаболеваний и гибель многих организмов. Продолжается тепловое загрязнение водоемов, особенно от АЭС и ТЭС. Повышение температуры воды приводит к уменьшению содержания растворенных в ней кислорода, углекислоты и азота, что отрицательно сказывается на состоянии фауны, а также на изменении биоценоза.

Шумовое загрязнение – это превышение уровня шума над уровнем естественного шумового фона. Источниками шума являются различные технические устройства, установки предприятий, транспорт, бытовая техника и т.д. Работа при уровнях шума 90 – 100 дБ вызывает быструю утомляемость, снижает умственную активность, производительность труда, приводит к нервным заболеваниям и постепенной потере слуха.

Уровень шума определяется десятичным логарифмом отношения

L = 20 lg р/р₀, (дБ)

где р – звуковое давление, Па; р₀ – нулевое значение звукового давления, условно принятое равным 2·10^-5 Па.

Музыкальные шумы при L = 120 – 130 дБ являются шумовым наркотиком (человек чувствует опьянение). При L = 140 – 145 дБ и более появляются вибрации грудной клетки, мышц ног и рук, поражается нервная система. Такого уровня шумы создают двигатели сверхзвуковых самолетов. При L ≥ 160 дБ разрываются барабанные перепонки. Для защиты от шумов применяют различные средства звукоизоляции, звукопоглощения, виброизоляции, вибродемпфирования и др. Допустимый шум в квартирах составляет 40 дБ.

Загрязнения инфразвуком, ультразвуком и вибрациями. Источниками инфразвука являются вентиляторы, компрессоры, двигатели внутреннего сгорания и другие технические устройства. Инфразвук – это колебания, распространяющиеся в воздухе, жидкой и твердой средах с частотой ниже 16 Гц. Такие колебания человек не слышит, но чувствует. Инфразвук разрушает организм, прежде всего вестибулярный аппарат, приводит к головокружению, головным болям и снижению работоспособности, к появлению чувства страха. Уменьшить влияние инфразвука на здоровье человека можно путем усовершенствования его источников: увеличения скоростей вращения, конструктивных решений и т.д.

Источниками ультразвука являются генераторы, работающие в диапазоне частот от 12 до 22 кГц при электросварке и некоторых других работах на предприятиях. Ультразвук – это механические колебания в диапазоне частот свыше 20 кГц, распространяющиеся в воздухе, жидкой и твердой средах. Ультразвук приводит к функциональным нарушениям нервной системы, головным болям, изменениям давления, состава и свойств крови. Борьба с ультразвуком – это борьба с самим источником путем экранирования, конструктивных решений и т.д.

Источником вибраций являются двигатели внутреннего сгорания, железнодорожный транспорт, летящие самолеты и т.д. Вибрации оказывают отрицательное влияние на нервную систему, психическое состояние человека. Борьба с вибрацией – виброизоляция, вибродемпфирование и конструктивные решения.

Световое загрязнение связано с периодическим или продолжительным превышением уровня естественной освещенности местности засчет использования источников искусственного освещения. Этот вид загрязнения характерен для индустриальных центров и больших городов. Световое загрязнение самостоятельно или в сочетании с другими видами загрязнений может привести к аномалии в развитии животных и растений.

Химическое загрязнение – это изменение химических свойств среды засчет превышения в ней средних многолетних колебаний количества каких-либо веществ для рассматриваемого периода или изменения естественной концентрации до уровня, превышающего предельно допустимую концентрацию (ПДК). Под загрязнением окружающей среды понимается загрязнение воздуха, гидросферы и литосферы.

Химическое загрязнение воздуха может быть газообразным или аэрозольным.

Газообразные загрязнения воздуха. В мире ежегодно сжигается около 1 млрд т условного топлива, в результате в атмосферу выбрасывается около 300 млн т оксида углерода, 145 млн т сернистого газа (диоксида серы), 50 млн т оксида азота, 20 млн т диоксида азота и других компонентов. Подавляющее большинство газов вредно для здоровья людей. В республике ежегодно выбрасывается в воздух около 1 млн 200 тыс. т вредных веществ. Воздействие на человека различных газов разное. Так, угарный газ (оксид углерода СО) при длительном действии даже при ПДК вызывает заболевания сердечно-сосудистой системы и отдаленные последствия поражения нервной системы, а при концентрации С = 750 мг/м³ смерть наступает через 5 минут. Время нахождения СО в атмосфере 2 – 4 месяца с последующим переходом в диоксид углерода (СО→СО₂). Угарный газ относится к 4-му классу опасности.

При воздействии на человека сернистого газа (SО₂) происходит ухудшение зрения, заболевание дыхательных путей, при длительной экспозиции возможен смертельный исход. Наиболее чувствительны к SО₂ хвойные и лиственные леса, он накапливается в хвое и листьях. При концентрации С = 0,23 – 0,32 мг/м³ сосна усыхает за 2 – 3 года. При С = 0,5 – 1 мг/м³ усыхают лиственные деревья. С течением времени сернистый газ в воздухе преобразуется в сернистый ангидрид (SO₃), сернистую кислоту (H₂SO₃), серную кислоту H₂SO₄.

Сернистая и серная кислоты, выпадая с дождем (кислотные дожди) на землю, разрушают корневую систему деревьев, вызывают коррозию металлических конструкций и др. Газ SO₂ относят к 3-му классу опасности.

Соединения азота NО и NО₂ образуются в процессе горения топлива при высокой температуре в двигателях внутреннего сгорания, работающих на бензине и дизельном топливе. Диоксид азота NО₂ при взаимодействии с водяным паром превращается в азотную кислоту. Газ NО₂ при воздействии на человека вызывает кашель, рвоту, головную боль, а при длительной экспозиции – отек легких и смерть. Он относится ко 2-му классу опасности. Оксид азота под воздействием ультрафиолетовой радиации в соединении с углеводородами образует ряд соединений, которые составляют основу смога. Сами углеводороды (пары бензина, гексан, пентан и др.) обладают наркотическим действием, вызывают головную боль, головокружение и относятся к 4-му классу опасности. Загрязнителями воздуха являются также соединения свинца и ртути. В организм человека через органы дыхания поступает 50 % соединений свинца, они относятся к 1-му классу опасности. Чрезвычайно опасной является концентрация С = 0,00224 мг/м³ и более. При воздействии на человека паров ртути поражаются органы дыхания, эндокринная система, возможна пневмония. Ртуть, как уже отмечалось, относится к 1-му классу опасности.

Аэрозольное загрязнение воздуха. Аэрозоль – это взвешенные в газообразной среде частицы твердых или жидких веществ. По физико-химическим свойствам аэрозоли делятcя на пыль и сажу (твердые частицы), дым (сильно обводненные частицы), капли (туман, облака, осадки). В образовании тонкодисперсного аэрозоля участвуют солнечная радиация, водяной пар, диоксид азота, диоксид серы, продукты горения и гниения. В составе аэрозолей могут быть сульфаты, органические соединения, твердый углерод (сажа), вода. Количество сажи, выбрасываемой в атмосферу, в мире составляет 500 млн т в год. Сажа сильно поглощает солнечную энергию, земную радиацию, следовательно, влияет на температуру Земли.

Сульфаты отрицательно влияют на растительный и животный мир, действуют как отравляющие вещества. Основным загрязнителем воздуха в индустриальных городах является пыль, в состав которой входят 20 % оксида железа; 15 % силикатов; 5 % сажи, оксиды металлоидов (марганца, ванадия, молибдена, сурьмы, селена и др.). Загрязнение воздуха свинцом происходит засчет литейного производства и автомобильного транспорта.

Все эти выбросы приводят к загрязнению атмосферы. Индекс загрязнённости воздуха Бобруйска составляет 9,9, Могилёва – 10,4. В Новополоцке имеют место разовые выбросы аммиака, сероводорода и диоксида азота 5 – 8 ПДК, фенола, оксида углерода 3 – 4 ПДК. Индекс загрязненности определяется суммой ПДК нескольких загрязнителей с учетом их опасности для здоровья человека.

Химическое загрязнение гидросферы. Гидросфера – это сложная экологическая система, в которую входят реки, озера, подземные и наземные водоемы. Каждый наземный водоем представляет собой сферу существования биоценоза (сообщества животных и растений). Все живые организмы, населяющие водоемы, тесно связаны условиями жизни и в первую очередь ресурсами питания. Животные усваивают готовые органические вещества, а растения синтезируют органические вещества, используя неорганические соединения – СО₂, Н₃ и др. Водоросли, минерализуя органические вещества, выделяют кислород. Бактерии интенсифицируют процесс минерализации органики. Поэтому при незначительном загрязнении стимулируются процессы самоочищения воды.

Основным загрязнителем гидросферы являются сточные воды (промышленные, бытовые и воды животноводческих ферм). Сброс сточных вод может привести к нарушению экологического равновесия в водоемах и даже к гибели отдельных популяций. Наиболее распространенными загрязнителями водоемов являются нефтепродукты, фенолы, нитраты, уротропин, формальдегид, гидразин, соединения фтора, соли серной кислоты, ионы различных металлов и др. Особенно вредны нефтепродукты. Они образуют на воде непроницаемую пленку, препятствующую газообмену, в результате вода не насыщается кислородом. Недостаток в воде кислорода приводит к гибели фитопланктона – источника корма рыб и птиц. Химическое загрязнение воды (образование в ней кислот или щелочи) приводит к изменению показателя рН. При pH более 9,5 разрушается кожный покров рыб, а при рН менее 5 образуются различные кислоты, которые являются токсичными для рыб. Изменение показателя рН всегда отрицательно сказывается на состоянии флоры и фауны.

Индекс загрязнённости воды р. Свислочь выше Минска имеет значение – 4,9, реки З. Двина на уровне Новополоцка 2,7 – 2,8. Степень загрязнённости по индексу чистоты:

• до 0,3 – очень чистая;

• 0,3 – 1,0 – чистая;

• 1 – 2,4 – умеренно загрязнённая;

• 2,4 – 4 – загрязнённая;

• 4 – 6 – грязная;

• 6 – 10 – очень грязная;

• более 10 – чрезвычайно грязная.

Загрязнение литосферы. Загрязнение пестицидами. Пестициды – химические соединения, используемые для защиты растений, сельскохозяйственных продуктов. Применяют их в виде порошков, эмульсий, аэрозолей, растворов, гранул. Они токсичны для животных и человека и отрицательно влияют на экосистемы любого уровня.

Загрязнение гербицидами. Их применяют для уничтожения или частичного подавления сорной растительности. Большинство гербицидов сравнительно быстро вымываются или разлагаются в почве, однако некоторые сохраняются в ней до трех лет. Токсичны для животных.

Загрязнение онкогенными веществами. Источники таких веществ – выбросы некоторых промышленных предприятий, отопительных систем, выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Их называют канцерогенами. Это, прежде всего, полициклические ароматические углеводороды, эпоксиды, гепатотоксические яды, некоторые соединения металлов (оксид бериллия, оксид хрома, уксуснокислый свинец, сульфид никеля и др.). Индикатором их присутствия в окружающей среде считают бензапирен, который имеется в больших количествах в смолах, дымах, выхлопных газах ДВС. Канцерогенными свойствами обладают также некоторые амины, соединения азота, карбаматы.

Загрязнение тяжелыми металлами. Почти все тяжелые металлы токсичны. К ним в первую очередь относят Рв, Со, Сu, Cd, Hg, Zn, Ni, Sb, Sn, Bi. Больше всего выбрасывается в атмосферу свинца и ртути. Так, каждый легковой автомобиль выбрасывает ежегодно 1 кг свинца, а каждый грузовой автомобиль или автобус 2,5 – 3 кг. Во всем мире ДВС выбрасывают ежегодно 2 млн т свинца. В окружающую среду также поступает до 8 млн т ртути, из них 60 % – техногенным путем.

Сильное загрязнение почвы тяжелыми металлами в совокупности с очагами сернистых загрязнений приводит к возникновению техногенных пустынь. В почвах подзолистого типа с высоким содержанием железа при взаимодействии с серой образуется сернистое железо, являющееся сильным ядом. В результате в почве уничтожается микрофлора, что приводит к потере плодородия. Наиболее чувствительны к этим загрязнениям хвойные породы, более устойчивы - ива и осина.

Почва становится мертвой при содержании в ней 2 – 3 г свинца на 1 кг грунта (вокруг некоторых предприятий концентрация составляет 10 – 15 г/кг).

Биологическое загрязнение – это внесение в окружающую среду и размножение в ней вредных для здоровья человека микроорганизмов (микробов, бактерий и т.п.). Проникновение их может осуществляться естественным путем или в результате деятельности человека. Биологическое загрязнение подразделяют на биотическое (биогенное) и микробиологическое.

Биотическое загрязнение – это распространение определенных, как правило, нежелательных с точки зрения человека биогенных веществ (выделений мертвых тел и др.) на территории, где они раньше не наблюдались.

Микробиологическое загрязнение – это появление в окружающей среде необычно большого количества микроорганизмов, связанное с их массовым размножением на антропогенных субстратах или в средах, измененных в ходе хозяйственной деятельности человека; приобретение ранее безвредной (массовой) формой микроорганизмов патогенных свойств или способности подавлять другие организмы в сообществах.

В результате хозяйственной деятельности человека на территории РБ исчезли такие животные, как тур, лань, песец, соболь, в реках – белуга, осётр, русский лосось.

Неразумное хозяйствование может привести к обширным загрязнениям, которые могут вызвать чрезвычайные экологические ситуации, экологические катастрофы и поставить под угрозу существование самого человека как биологического вида.

УЭ-4_М-1 Чрезвычайные ситуации, вызванные