Загрязнение окружающей среды

     Энергетические  загрязнения

     Промышленные  предприятия, объекты энергетики, связи  и транспорт являются основными  источниками энергетического загрязнения  промышленных регионов, городской среды, жилищ и природных зон. К энергетическим загрязнениям относят вибрационное и акустическое воздействия, электромагнитные поля и излучения, воздействия радионуклидов  и ионизирующих излучений.

     Вибрации  в городской среде и жилых  зданиях, источником которых является технологическое оборудование ударного действия, рельсовый транспорт, строительные машины и тяжелый автотранспорт, распространяются по грунту. Протяженность  зоны воздействия вибраций определяется величиной их затухания в грунте, которая, как правило, составляет 1 дБ/м (в водонасыщенных грунтах оно  несколько больше). Чаще всего на расстоянии 50–60 м от магистралей  рельсового транспорта вибрации затухают. Зоны действия вибраций около кузнечно-прессовых  цехов, оснащенных молотами с облегченными фундаментами, значительно больше и  могут иметь радиус до 150–200 м. Значительные вибрации и шум в жилых зданиях  могут создавать расположенные  в них технические устройства (насосы, лифты, трансформаторы и т. п.).

     Шум в городской среде и жилых  зданиях создается транспортными  средствами, промышленным оборудованием, санитарно-техническими установками  и устройствами и др. На городских  магистралях и в прилегающих  к ним зонах уровни звука могут  достигать 70–80 дБ А, а в отдельных  случаях 90 дБ А и более. В районе аэропортов уровни звука еще выше.

     Источники инфразвука могут быть как естественного  происхождения (обдувание ветром строительных сооружений и водной поверхности), так  и антропогенного (подвижные механизмы  с большими поверхностями – виброплощадки, виброгрохоты; ракетные двигатели, ДВС  большой мощности, газовые турбины, транспортные средства). В отдельных  случаях уровни звукового давления инфразвука могут достигать нормативных  значений, равных 90 дБ, и даже превышать  их, на значительных расстояниях от источника.

     Основными источниками электромагнитных полей (ЭМП) радиочастот являются радиотехнические объекты (РТО), телевизионные и радиолокационные станции (РЛС), термические цехи и  участки (в зонах, примыкающих к  предприятиям). Воздействие ЭМП промышленной частоты чаще всего связано с  высоковольтными линиями (ВЛ) электропередач, источниками постоянных магнитных  полей, применяемыми на промышленных предприятиях. Зоны с повышенными уровнями ЭМП, источниками которых могут быть РТО и РЛС, имеют размеры до 100...150 м. При этом даже внутри здании, расположенных в этих зонах, плотность потока энергии, как правило, превышает допустимые значения.

     ЭМП промышленной частоты в основном поглощаются почвой, поэтому на небольшом  расстоянии (50...100 м) от линий электропередач электрическая напряженность поля падает с десятков тысяч вольт  на метр до нормативных уровней. Значительную опасность представляют магнитные  поля, возникающие в зонах около  ЛЭП токов промышленной частоты, и в зонах, прилегающих к электрифицированным  железным дорогам. Магнитные поля высокой  интенсивности обнаруживаются и  в зданиях, расположенных в непосредственной близости от этих зон.

     В быту источниками ЭМП и излучений  являются телевизоры, дисплеи, печи СВЧ  и другие устройства. Электростатические поля в условиях пониженной влажности (менее 70 %) создают паласы, накидки, занавески и т. д.

     Микроволновые печи в промышленном исполнении не представляют опасности, однако неисправность  их защитных экранов может существенно  повысить утечки электромагнитного  излучения. Экраны телевизоров и  дисплеев как источники электромагнитного  излучения в быту не представляют большой опасности даже при длительном воздействии на человека, если расстояния от экрана превышают 30 см. 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 γ-излучения, потоки протонов и нейтронов. Внутреннее облучение  вызывают α и β-частицы, которые  попадают в организм человека через  органы дыхания и пищеварительный  тракт.

     Для человека, проживающего в промышленно  развитых регионах РФ, годовая суммарная  эквивалентная доза облучения из-за высокой частоты рентгенодиагностических  обследований достигает 3000 ..3500 мкЗ  в/год (средняя на Земле доза облучения  равна 2400 мкЗв/год). Для сравнения  предельно допустимая доза для профессионалов (категория А) составляет 50·103 мкЗв/год.

     Доза  облучения, создаваемая антропогенными источниками (за исключением облучений  при медицинских обследованиях), невелика по сравнению с естественным фоном ионизирующего облучения, что достигается применением  средств коллективной защиты. В тех  случаях, когда на объектах экономики  нормативные требования и правила  радиационной безопасности не соблюдаются, уровни ионизирующего воздействия  резко возрастают.

     Рассеивание в атмосфере радионуклидов, содержащихся в выбросах, приводит к формированию зон загрязнения около источника  выбросов. Обычно зоны антропогенного облучения жителей, проживающих  вокруг предприятий по переработке  ядерного топлива на расстоянии до 200 км, колеблются от 0,1 до 65 % естественного  фона излучения.

     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. Приведем распределение (%) отдельных радиоизотопов между составляющими пресноводного водоема:

     Миграция  радиоактивных веществ в почве  определяется в основном ее гидрологическим  режимом, химическим составом почвы  и радионуклидов. Меньшей сорбционной  емкостью обладают песчаная почва, большей–глинистая, суглинки и черноземы. Высокой прочностью удержания в почве обладают 90Sr и 137Cs. Ориентировочные значения радиоактивного загрязнения сухой массы культурных растений следующие (Бк/кг):

     Эти загрязнения, обусловленные глобальными  поступлениями радиоактивных веществ  в почву, не превышают допустимые уровни. Опасность возникает лишь в случаях произрастания культур  в зонах с повышенными радиоактивными загрязнениями.

     Опыт  ликвидации последствий аварии на Чернобыльской  АЭС показывает, что ведение сельскохозяйственного  производства недопустимо на территориях  при плотности загрязнения выше 80 Ки/км2, а на территориях, загрязненных до 40...50 Ки/км2, необходимо ограничивать производство семенных и технических  культур, а также кормов для молодняка  и откормочного мясного скота. При  плотности загрязнения 15...20 Ки/км по 137Cs сельскохозяйственное производство вполне допустимо.

     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 NOx, CO и другие, включая  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-222 и радона-220, которые непрерывно высвобождаются из земной коры. Поступая через фундамент, пол, из воды или  иным путем, радон накапливается  в изолированном помещении. Средние  концентрации радона обычно составляют (кБк/м3): в ванной комнате 8,5, на кухне 3, в спальне 0,2. Концентрация радона на верхних этажах зданий обычно ниже, чем на первом этаже. Избавиться от избытка радона можно проветриванием помещения.

     В этом отношении поучителен опыт Швеции: с начала 50-х годов в стране проводится кампания по экономии энергии, в том числе путем уменьшения проветривания помещений. В результате средняя концентрация радона в помещениях возросла с 43 до 133 Бк/м3 при снижении воздухообмена с 0,8 до 0,3 м3/ч. По оценкам, на каждый 1 ГВт/год электроэнергии, сэкономленной за счет уменьшения проветривания  помещений, шведы получили дополнительную коллективную дозу облучения в 5600 чел.·Зв.

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

     Последствия загрязнения далеко не всегда ощущаются сразу. Скачкообразным проявлением загрязнения нередко предшествуют скрытые. Именно поэтому в настоящее время ученые интенсивно ищут способы своевременной косвенной индикации загрязнения в самые начальные его моменты.

     Но  загрязнение – это не только выброс в природную среду вредных  веществ. При отводе воды в естественные водоемы от систем охлаждения в них  изменяется естественный режим температуры , что представляет собой тепловое загрязнение . Важно то, что меняется режим температуры. В качестве загрязнения можно рассматривать и отклонение от оптимальных параметров уровней шума и освещенности.

     Можно кратко сформулировать последствия загрязнения  следующим образом:

     -Загрязнение среды  есть процесс нежелательных потерь вещества, энергии, труда и средств, приложенных человеком к добыче и заготовке сырья и материалов, превращающихся в безвозвратные отходы , рассеиваемые в биосферу.

     -Загрязнение имеет следствием необратимое разрушение как отдельных экологических систем, так и биосферы в целом, включая воздействие на глобальные физико-химические  параметры среды.

     -Вследствие загрязнения теряются плодородные земли, снижается продуктивность экологических систем и биосферы в целом.

     -Загрязнение прямо или косвенно ведет к ухудшению физического и морального состояния человека как главной производительной силы общества.

     -Защита окружающей среды от загрязнения – одна из ключевых задач в общей проблеме оптимизации природопользования, сохранения качества среды для настоящего и будущих поколений людей.

     -Загрязнением в узком смысле считается привнесение в какую-либо среду новых, не характерных для неё физических, химических и биологических агентов или превышение естественного среднемноголетнего уровня этих агентов в среде.

     Непосредственными объектами загрязнения (акцепторами  загрязняющих веществ) служат основные компоненты экотипа (местообитание биотического сообщества): атмосфера, вода, почва. Косвенными объектами загрязнения (жертвы загрязнения) являются составляющие биоценоза – растения, животные, микроорганизмы.

     Источники загрязнения весьма разнообразны: среди  них не только промышленные предприятия  и теплоэнергетический комплекс, но и бытовые отходы, отходы животноводства, транспорта, а также химические вещества, намеренно вводимые человеком в  экосистемы для защиты полезных продуцентов  от вредителей, болезней и сорняков.

     Среди ингредиентов загрязнения – тысячи химических соединений, особенно металлы  и оксиды, токсические вещества, аэрозоли. Разные источники выбросов могут быть одинаковыми по составу  и характеру загрязняющих веществ. Так, углеводороды поступают в атмосферу  и при сжигании топлива, и от нефтеперерабатывающей, и от газодобывающей промышленности.

     Загрязнителем может быть любой физический агент, химическое вещество и биологический  вид (главным образом микроорганизмы), подающие в окружающую среду или  возникающие в ней в количествах, выходящих за рамки своей обычной  концентрации – предельных естественных колебаний или среднего природного фона в рассматриваемое время.

     Различают антропогенные загрязнители, разрушаемые  биологическими процессами и неразрушаемые  ими (стойкие). Первые входят в естественные круговороты веществ и поэтому  быстро исчезают или подвергаются разрушению биологическими агентами. Вторые не входят в естественные круговороты веществ, а потому разрушаются организмами  в пищевых цепях.

     Загрязнения окружающей среды подразделяют на природные, вызванные какими-то естественными, обычно катастрофическими причинами (извержение вулкана, селевой поток  и т.п.), и антропогенные, возникающие  в результате деятельности людей.

     Среди антропогенных выделяют загрязнение  биологическое – случайное или  благодаря деятельности человека;

     механическое  – засорение среды агентами, оказывающими лишь механическое воздействие без  физико-химических последствий;