Техногенные опасности

Техногенные опасности создают элементы техносферы – машины, сооружения, вещества и т.к. в результате ошибочных или несанкционированных действий человека или групп людей.

Загрязнение атмосферы. Атмосферный воздух всегда содержит некоторое количество примесей, поступающих от естественных и антропогенных источников. К числу примесей, выделяемых естественными источниками, относят пыль различного происхождения, например, растительного, вулканического или космического, туман, дым и газ от лесных и степных пожаров, различные продукты растительного, животного происхождения.

Естественные источники загрязнений бывают либо распределенными, например, выпадение космической пыли, либо локальными, например, лесные и степные пожары, извержения вулканов. Уровень загрязнения атмосферы естественными источниками мало изменяется с течением времени.

Основное антропогенное загрязнение атмосферного воздуха создают автотранспорт, теплоэнергетика и ряд отраслей промышленности. Самыми распространенными токсичными веществами, загрязняющими атмосферу, являются оксид углерода, диоксид серы, оксиды азота, углеводороды и пыль.

Например, в солнечную погоду оксиды азота и углеводород, выбрасываемые автотранспортом и промышленными предприятиями, могут стать причиной образования фотохимического смога. Смог губительно влияет на растительность, служит причиной обострения глазных и респираторных заболеваний.

Вследствие неравномерного распределения в атмосфере газов, содержащих серу и азот, возникают кислотные дожди. Соединения серы и азота, попавшие в атмосферу, вступают в химическую реакцию не сразу, сохраняя свои свойства до десяти суток. За это время они могут вместе с атмосферным воздухом пройти расстояния в тысячу километров и лишь после этого выпасть с осадками на земную поверхность. Кислотные осадки могут действовать на человека прямым и косвенным образом. Прямое воздействие обычно не представляет опасности, хотя оно нежелательно для детей и астматиков. Прямое воздействие опасно для металлоконструкций, зданий и памятников. Однако наибольшую опасность кислотные осадки представляют при попадании в водоемы и почву. Под действием кислот тяжелые металлы перестают растворяться в воде и, следовательно, попадают в организм человека через корнеплоды.

Кроме того, в атмосферу выбрасываются и другие, более токсичные вещества. Так, вентиляционные выбросы заводов электронной промышленности содержат пары серной, хромовой и других кислот, а также органические растворители. В настоящее время насчитывается более пятисот вредных веществ, загрязняющих атмосферу, и их количество увеличивается.

Высокие концентрации и движение примесей в атмосферном воздухе стимулируют их взаимодействие с образованием более токсичных соединений или приводят к таким явлениям, как парниковый эффект и разрушение озонового слоя.

Состояние атмосферы во многом определяет величину солнечной радиации. Чем выше концентрация минигазов (то есть озона, диоксида углерода) и пыли в атмосфере, тем меньшая доля отраженной солнечной радиации уходит в космическое пространство, тем больше теплоты задерживается в биосфере за счет парникового эффекта. Источниками техногенных парниковых газов являются: теплоэнергетика, промышленность и автотранспорт; химические производства, утечки из трубопроводов, гниение мусора и отходов животноводства, холодильное оборудование, бытовая химия, автотранспорт, промышленность и так далее.

Парниковый эффект довольно распространен и на региональном уровне. Антропогенные источники теплоты (теплоэлектростанции, транспорт, промышленность), сконцентрированные в промышленных центрах, создают около городов пространства радиусом 50 км с повышенными температурами и высокими концентрациями загрязнений. Эти зоны над городами, называемые куполами, хорошо просматриваются из космического пространства.

Техногенные загрязнения атмосферы не ограничиваются околоземной зоной. Определенная часть примесей поступает в озоновый слой и разрушает его. Разрушение озонового слоя опасно для биосферы, так как оно сопровождается значительным повышением доли ультрафиолетового излучения. Эти излучения представляют собой источник канцерогенной опасности для человека, и, кроме того, губительны для растительности.

Загрязнение гидросферы и литосферы. В нашей стране более 50% потребляемой воды идет на нужды производства. Как правило, промышленные предприятия загрязняют воду при использовании, а затем сбрасывают в водоемы. Внутренние водоемы загрязняются сточными водами различных отраслей промышленности, сельского и жилищно-коммунального хозяйства, а также поверхностными стоками.

Загрязнители воды можно разделить на три типа:

- биологические, вызывающие брожение воды;

- химические, изменяющие химический состав воды;

- физические, изменяющие ее прозрачность, температуру и другие показатели.

Биологические загрязнения попадают в водоемы с бытовыми и промышленными стоками, в основном предприятий пищевой, медико-биологической, целлюлозно-бумажной промышленности. Например, один целлюлозно-бумажный комбинат загрязняет воду так же, как город с населением около полумиллиона человек.

Химические загрязнения поступают в водоемы с промышленными, поверхностными и бытовыми стоками. К ним относятся: нефтепродукты, тяжелые металлы и их соединения, минеральные удобрения, пестициды, моющие средства. Наиболее опасные вещества — это свинец, ртуть и кадмий.

Физические загрязнения поступают в водоемы с промышленными стоками, при сбросах из выработок шахт, карьеров, при смывах с территорий промышленных зон, городов, транспортных магистралей и за счет осаждения атмосферной пыли.

В результате антропогенной деятельности многие водоемы мира и нашей страны крайне загрязнены. Уровень загрязненности воды по отдельным ингредиентам превышает предельно допустимую концентрацию в тридцать раз.

Опасны не только первичные загрязнения поверхностных вод, но и вторичные, образовавшиеся в результате химических реакций веществ в водной среде. Так, при одновременном попадании весной 1990 г. в реку Белая фенолов и хлоридов образовались диоксины, содержание которых в сто сорок семь тысяч раз превысило допустимые значения.

Большую опасность загрязненные сточные воды представляют в тех случаях, когда существует вероятность попадания их в зону грунтовых вод. Около 40% тяжелых металлов из почвы может попасть в грунтовые воды.

Загрязнение литосферы, то есть почвенного покрова происходит при добыче полезных ископаемых и их обогащении, захоронении бытовых и промышленных отходов, проведении военных учений и испытаний.

Наибольшую опасность для почвы представляют предприятия цветной и черной металлургии. Зоны загрязнений их выбросами имеют радиусы около 20 – 50 км, а превышение предельно допустимой концентрации достигает ста раз. К основным загрязнителям относятся никель, свинец и ртуть.

Ежегодно в России из недр земли извлекается огромное количество горной массы. При этом в оборот вовлекается около трети, а используется в производстве — около 7% объема добычи. Большая часть отходов не используется и скапливается в отвалах.

Почвенный покров существенно загрязняется осадками в зонах рассеивания различных выбросов в атмосфере, пахотные земли — при внесении удобрений и применении пестицидов. Внесение удобрений компенсирует изъятие растениями из почвы азота, фосфора, калия и других веществ. Однако вместе с удобрениями, содержащими эти вещества, в почву вносятся тяжелые металлы и их соединения, которые содержатся в удобрениях как примеси. Выведение этих примесей из удобрений — трудоемкий и дорогой процесс. Особую опасность представляет использование в качестве удобрений осадков промышленных сточных вод, как правило, насыщенных отходами гальванического и других производств.

Таким образом, антропогенное воздействие на земную кору приводит к следующим негативным последствиям:

- нарушается круговорот веществ в биосфере;

- изменяется состояние и развитие фауны и флоры, в том числе вследствие гибели насекомых, птиц, животных, некоторых видов

растений- снижается биомасса планеты и, как следствие, воспроизводство кислорода;

- уменьшается плодородие пахотных земель, снижаются запасы питьевой воды (около 40% контролируемых водоемов имеют

загрязнения, превышающие предельно допустимую концентрацию

в десять раз);

- растения насыщаются токсичными веществами, что неизбежно

приводит неизбежно приводит к загрязнению продуктов питания

растительного и животного происхождения.

Энергетические загрязнения. Промышленные предприятия, объекты энергетики, связи и транспорт являются основными источниками энергетического загрязнения. К энергетическим загрязнениям относят

- вибрационное воздействие;

- акустическое воздействие;

- электромагнитные поля и излучения;

- воздействия радионуклидов и ионизирующих излучений.

Источником вибраций в городской среде является технологическое оборудование ударного действия, рельсовый транспорт, строительные машины и тяжелый автотранспорт. Вибрации распространяются по грунту, протяженность зоны их воздействия определяется величиной их затухания в грунте. Чаще всего на расстоянии 50 – 60 метров от магистралей рельсового транспорта вибрации затухают. Значительные вибрации и шум в жилых зданиях могут создавать расположенные в них технические устройства (насосы, лифты, трансформаторы).

Шум в городской среде и жилых зданиях создается транспортными средствами, промышленным оборудованием, санитарно-техническими установками и устройствами и т. д. Источники инфразвука могут быть как естественного происхождения (например, обдувание сооружений ветром), так и антропогенного (например, ракетные двигатели, газовые турбины, транспортные средства). В отдельных случаях уровни звукового давления могут достигать нормативных значений и даже превышать их на значительных расстояниях от источника.

Основными источниками электромагнитных полей радиочастот являются радиотехнические объекты, телевизионные и радиолокационные станции, термические цехи и участки. Воздействие электромагнитных полей промышленной частоты чаще всего связано с высоковольтными линиями электропередач и источниками постоянных магнитных полей, применяемых на промышленных предприятиях. Электромагнитные поля промышленной частоты в основном поглощаются почвой, поэтому на небольшом расстоянии от линий электропередач электрическая напряженность поля падает с десятков тысяч вольт на метр до нормативных уровней.

В быту источниками электромагнитных полей и излучений являются телевизоры, дисплеи, печи СВЧ и другие устройства. Электростатические поля в условиях пониженной влажности создают паласы, накидки и занавески. Экраны телевизоров и дисплеев не представляют большой опасности для человека даже при длительном воздействии, если расстояние от экрана превышает тридцать сантиметров. Однако служащие отделов ЭВМ жалуются на недомогания при регулярной длительной работе в непосредственной близости от дисплеев.

Воздействие ионизирующего излучения на человека может происходить в результате внешнего и внутреннего облучения. Внешнее облучение вызывают источники рентгеновского и гамма-излучения, потоки протонов и нейтронов. Внутреннее облучение вызывают альфа- и бета-частицы, которые попадают в организм человека через органы дыхания и пищеварительный тракт.

Доза облучения, создаваемая антропогенными источниками (за исключением облучений при медицинских обследованиях), невелика по сравнению с естественным фоном ионизирующего облучения.

Рассеивание в атмосфере радионуклидов, содержащихся в выбросах, приводит к формированию зон загрязнения около источника выбросов. Миграция радионуклидов в водоемах и грунте значительно сложнее, чем в атмосфере. Это обусловлено не только параметрами процесса рассеивания, но и склонностью радионуклидов к концентрации в водных организмах, к накоплению в почве.

Уровень радиоактивности в жилом помещении зависит от строительных материалов: в кирпичном, железобетонном, шлакоблочном доме он всегда в несколько раз выше, чем в деревянном. Газовая плита привносит в дом не только токсичные газы и канцерогены, но и радиоактивные газы. Поэтому уровень радиоактивности на кухне может существенно превосходить фоновый при работающей газовой плите.

В закрытом, непроветриваемом помещении человек может подвергаться воздействию радона, который непрерывно высвобождается из земной коры. Поступая через фундамент, из воды или иным путем, радон накапливается в изолированном помещении. Концентрация радона на верхних этажах зданий обычно ниже, чем на первом этаже. Избавиться от избытка радона можно проветриванием помещения.

Из рассмотренных энергетических загрязнений в современных условиях наибольшее негативное воздействие на человека оказывают радиоактивное и акустическое загрязнения.