Физические загрязнения окружающей природной среды

В настоящее  время большие надежды в области  охраны воздушного бассейна связываются  с максимальной газификацией промышленности и топливно-энергетического комплекса, однако эффект газификации не следует  преувеличивать. В отличие от стационарных источников загрязнение воздушного бассейна автотранспортом происходит на небольшой высоте и практически  всегда имеет локальный характер. Так, концентрации загрязнений, производимых автомобильным транспортом, быстро уменьшаются по мере отдаления от транспортной магистрали, а при наличии  достаточно высоких преград (например, в закрытых дворах домов) могут снижаться  более чем в 10 paз.

В целом, выбросы  автотранспорта значительно более  токсичны, чем выбросы, производимые стационарными источниками. Наряду с угарным газом, окислами азота  и сажей (у дизельных автомашин) работающий автомобиль выделяет в окружающую среду более 200 веществ и соединений, обладающих токсическим действием. Среди них следует выделить соединения тяжелых металлов, некоторые углеводороды, особенно бензапирен, обладающий выраженным канцерогенным эффектом. Несомненно, что в ближайшем будущем загрязнение воздушного бассейна городов автомобильным транспортом будет представлять наибольшую опасность. Это объясняется главным образом тем, что в настоящее время еще не существует кардинальных решений данной проблемы, хотя нет недостатка в отдельных технических проектах и рекомендациях.

Загрязнение атмосферного воздуха является самой  серьезной экологической проблемой  современного города, оно наносит  значительный ущерб здоровью горожан, материально-техническим объектам, расположенным в городе (зданиям, объектам, сооружениям, промышленному  и транспортному оборудованию, коммуникациям, промышленной продукции, сырью и  полуфабрикатам) и зеленым насаждениям.

Разберем  для примера лишь воздействие  загрязнения воздушного бассейна на материально-технические объекты  только одним компонентом — сернистым  газом, выбрасываемым в атмосферу  при сжигании топлива.

Как показывают многочисленные исследования, повышенная концентрация сернистого газа в воздухе  резко увеличивает коррозию металлов. Так, по данным шведских исследователей, особенно интенсивной является коррозия углеродистой стали в городах  со значительным увлажнением воздуха  и в особенности прилегающих  к морским побережьям. Легко заметить, что с удорожанием стоимости  промышленного оборудования и промышленной продукции ущерб, наносимый загрязнением воздушного бассейна, будет неуклонно  возрастать. Более того, оказывается, что уже сейчас целый ряд наиболее передовых отраслей промышленности, таких как электроника, точное машиностроение и приборостроение, испытывают серьезные  затруднения в своем развитии на территории городов. Предприятиям этих отраслей приходится затрачивать немалые средства на очистку воздуха, поступающего в цеха, и, несмотря на это, на производствах, расположенных в крупных городах, нарушения технологии, вызванные загрязнением воздушного бассейна, учащаются с каждым годом. Но даже если в цехах при производстве высокоточной и высоко кондиционной продукции можно создать условия, близкие к идеальным, то, выходя за пределы цеха, она начинает подвергаться разрушающему воздействию загрязняющих веществ и может быстро терять свое качество.

Таким образом, загрязнение воздушного бассейна становится реальным тормозом научно-технического прогресса в городах, действие которого будет постоянно усиливаться  по мере повышения требований к чистоте  технологий, росту точности промышленного  оборудования и распространению  микро миниатюризации.

Воздействие окружающей среды  на здоровье городского населения

В большой  степени загрязнение атмосферы  сказывается на здоровье городского населения. Об этом свидетельствуют, в  частности, существенные различия в  заболеваемости населения в отдельных  районах одного и того же города.  В одном районе большое количество промышленных предприятий находится  вблизи детских садов, в другом детские  учреждения отдалены от основных магистральных  путей и источников загрязнения  воздуха вредными веществами. Анализ заболеваемости показал, что общая  острая заболеваемость в первом районе была в 1,5 раза выше, чем во втором. Заболеваемость органов дыхания детей возрастных групп (от  года до 6 лет) в первом районе была также в 1,5 раза выше, чем  во втором районе, а нервной системы  и органов чувств — в 2—2,5 раза чаще.

Изменение здоровья горожан является не только показателем экологического состояния  города, но и важнейшим социально-экономическим  его следствием, которое должно определять ведущие направления по улучшений качества окружающей среды. В связи с этим весьма важно подчеркнуть, что само здоровье горожан в пределах биологической нормы является функцией от экономических, социальных (включая психологические) и экологических условий.

В целом  на здоровье горожан влияют многие факторы, в особенности характерные  черты городского образа жизни - гиподинамия, повышенные нервные нагрузки, транспортная усталость и ряд других, но более  всего — загрязнение окружающей среды. Об этом свидетельствуют существенные различия в заболеваемости населения  в разных районах одного и того же города.

Наиболее  заметные отрицательные последствия  загрязнения окружающей среды в  крупном городе проявляются в  ухудшении здоровья горожан по сравнению  с жителями сельской местности.

Необходимость сохранения крепкого здоровья и высокой  работоспособности горожан усиливает  требования к качеству окружающей, среды. Во-первых, увеличивается количество отрицательно действующих факторов (например, вредных веществ в атмосфере  и в водоемах). Необходимость соблюдения и учета их совместного воздействия  на человека ведет к снижению предельно  допустимых величин каждого из них. Во–вторых, предельно допустимые величины (ПДВ) многих отрицательно-действующих факторов в окружающей среде (вредных веществ, ионизирующих излучений), являясь функцией нашего знания: периодически пересматриваются в сторону ужесточения.

Наряду с  загрязнением воздушного бассейна на здоровье человека отрицательно сказываются многие другие факторы окружающей среды городов.

Шумовое загрязнение 

Шумовое загрязнение в городах практически всегда имеет локальный характер и преимущественно вызывается средствами транспорта — городского, железнодорожного и авиационного. Уже сейчас на главных магистралях крупных городов уровни шумов превышают 90 дБ и имеют тенденцию к усилению ежегодно на 0,5 дБ, что является наибольшей опасностью для окружающей среды в районах оживленных транспортных магистралей. Происходит гибель или миграция животных из зон этих воздействий, что сопровождается, впоследствии, гибелью всей экосистемы. Шум — одна из форм физического (волнового) загрязнения, адаптация к которому невозможна. Сильный шум более 90 дБ вызывает нервно-психический стресс и ухудшение слуха — вплоть до полной глухоты. Очень сильный шум (свыше 110 дБ) вызывает резонанс клеточных структур протоплазмы, ведущий к шумовому «опьянению», а затем и к разрушению тканей. На рис. 2.4. представлены источники шумового загрязнения и их последствия для здоровья в рамках шкалы силы звука, которая строится по логарифмам отношений данной величины звука к порогу слышимости. 

Рис. 2.4. Схема  влияния силы звука на порог слышимости и последствия шумового загрязнения  для здоровья человека 

Как показывают исследования медиков, повышенные уровни шумов способствуют развитию нервно-психических  заболеваний и гипертонии. Борьба с шумом в центральных районах  городов затрудняется плотностью сложившейся  застройки, из-за которой невозможно строительство шумозащитных экранов, расширение магистралей и высадка деревьев, снижающих на дорогах уровни шумов. Таким образом, наиболее перспективными решениями этой проблемы являются снижение шумов собственных транспортных средств.

По экспертным оценкам, из-за шумового загрязнения 70—80% москвичей проживают в условиях акустического дискомфорта. В домах, расположенных на главных транспортных магистралях, уровни шума достигают 65—85 дБ (при норме не более 50 дБ).

Заметным  стало влияние и других физических загрязнителей на здоровье людей  в крупных городах. Например, в  г. Москве уровень средней напряженности переменного электрического поля для разных районов находится в излишне высоких пределах. Такой режим не является естественным для человека и, следовательно, опасен.

Экологически  опасными считаются три вида ионизирующего  излучения: корпускулярные (альфа и  бета излучения), электромагнитное (гамма  излучение) и близкое к нему рентгеновское. Ионизирующее излучение оказывает  наибольшее воздействие на высокоразвитые организмы. Микроорганизмы к нему более  устойчивы.

При биоценотическом  загрязнении основные нагрузки испытывает природная среда; в ней нарушается баланс видов, что приводит к гибели экосистем. Это всегда сопровождается биологическим загрязнением — появлением и размножением патогенных бактерий, которое может быть не менее опасным, чем химическое загрязнение. Например, экологические катастрофы всегда сопровождаются эпидемиями таких болезней как холера, грипп и др. В городе, где на значительных территориях практически  уничтожена природная среда, преобладающим  процессом повреждения зданий и  сооружений стал биохимический процесс  коррозии. Он приводит к быстрому разрушению органических и минеральных отделочных материалов, а также вызывает недопустимое для помещений биологическое  загрязнение, сопровождающееся аллергическими реакциями и бронхиальными заболеваниями.

Стациально-деструктивное загрязнение наиболее часто наблюдается при строительстве из-за изменения ландшафтов на территории в процессе нерационального природопользования. В экосистему за счет строительной деятельности привносятся дополнительные техногенные компоненты. При этом происходят не только структурные изменения (система становится неоднородной, сложной), но и естественные взаимодействия оказываются нарушенными. Особенно опасен этот вид загрязнения в городах, так как при их строительстве нарушается требование экологической емкости территории, а оставшиеся на территории города природные комплексы не могут обеспечить эффективное очищение воздуха, воды, противостоять «закислению» почвы и превращению ее в пыль.

По данным МГУ, в г. Москве из-за этого вида загрязнения рельеф стал более однообразным и плоским. По мере развития города постепенно срезались и «выполаживались» положительные для данной местности формы рельефа — моренные холмы и возвышенности, береговые валы и песчаные дюны. В прошлом на территории г. Москвы была разветвленная сеть рек. Бассейну р. Москва в ее среднем течении принадлежали около 120 рек, которые определяли гидрогеологический режим территории. Уже к XX веку были засыпаны несколько десятков рек, ручьев и оврагов, мелкие реки были переведены в коллекторы и т.д. Сегодня из-за повреждения коллектора частыми стали явления подтопления зданий и весьма актуальны проблемы гидрогеологического плана для большинства памятников архитектуры.

Из века в век шел процесс стихийного наложения культурных слоев. Возросли нагрузки на окружающую среду и существующая «озеленённость» из-за гибели деревьев и мелких наземных и водных экосистем составляет сегодня всего лишь 33% от оптимальной для города.

В таких  условиях опасность для городской  системы г. Москвы стали представлять обострившиеся негативные процессы в биосфере. Участки геологического риска занимают в настоящее время 48% территории города (распространены во всех административных округах), 40% городской территории оказались в подтопленном состоянии, зафиксированы 15 участков развития глубоких (до 100 м) оползней и свыше 300 участков проявления поверхностных оползней. Активизированы карстово-суффозионные процессы (в северо-западной части города выявлены 10 потенциально опасных зон).

Реакция геологической  среды на антропогенные воздействия  чаще всего проявляется через  значительное время, однако в таких  масштабах, которые требуют колоссальных затрат на исправление ситуации и  защиту построек. Так, в 1987 году провалилась  под землю на глубину 10 м улица  Пархоменко вместе с домами в г. Калуша Ивано-Франковской области. Причина — систематическая выработка руды и неисследованность грунтов перед застройкой улицы. Если бы, с учетом подобных факторов, своевременно были проведены консервационные и укрепительные работы, несчастья бы не произошло.

Как правило, значительное стациально-деструктивное загрязнение приводит к увеличению нагрузок на окружающую среду и от остальных видов загрязнения.

Эстетическое (визуальное) загрязнение причинило  и продолжает причинять значительный ущерб архитектурно-исторической среде  города, например, потерян колорит  исторических улиц и двориков г. Москвы. Историческая часть города и ландшафт на территориях нового строительства пострадали из-за возведения невыразительных объектов, несоответствующих ландшафту и характеру исторической застройки.

Однообразная  архитектура внесла не только дисгармонию  в историческую среду города, но и обострила социальные проблемы. Появившиеся в 1960-х годах в  городской среде эстетически  непривлекательные здания стали  отрицательно влиять на зрение и психику  человека — люди стали угрюмыми, возросло количество случаев вандализма и т.п. Загрязнителями стали серые  однообразные фасады с резко сниженным  количеством видимых элементов (глухие фасады, панели большого размера, стены, облицованные кафельной плиткой, и  т.п.).