Практическая 2

Загрязнители в газообразном состоянии

Основные загрязнители окружающей среды

Существует несколько классификаций загрязнителей окружающей среды, основанных на различных подходах. Можно разделить загрязнители по воздействию на объекты природы: атмосферу, гидросферу, почву, недра. Известна классификация по видам загрязнителей: механические - вещества в твердом, жидком и газообразном состоянии; физические – тепловые, световые, шумовые, радиоактивные. Применяют классификации по химическому составу загрязнителей, а также классификации по воздействию на человека, животных и растения. Однако ни одна классификация не может быть использована в чистом виде, т.к. одни факторы накладываются на другие, одни свойства в разных ситуациях проявляются по разному, поэтому их применяют в комбинированном виде.

Оксид углерода – СО. Образуется при неполном сгорании органического топлива (каменного угля, нефти, торфа, газа), а также при различных технологических процессах в металлургии, на нефтеперегонных заводах, при работе двигателей внутреннего сгорания. Основное отрицательное последствие загрязнения оксидом углерода – нарушение теплового баланса верхних слоев атмосферы.

Диоксид углерода – СО2. Продукт сгорания органического топлива в различных отраслях промышленности. Увеличение его содержания в атмосфере приводит к возникновению парникового эффекта. Сущность этого явления заключается в том, что ультрафиолетовые лучи достаточно легко проходят через атмосферу с повышенным содержанием СО2 (также как и метана СН4).

Оксиды азота – NO2, N2O, NO3, N2O5. Образуются при работе двигателей внутреннего сгорания, реактивных двигателей, домен, предприятий химической промышленности, в лесных хозяйствах. Они входят в состав смога, вызывают респираторные заболевания и бронхит у младенцев, способствуют чрезмерному росту водной растительности, что приводит к нарушению кислородного баланса водоема. Являются одной из причин возникновения кислотных осадков, которые разрушают синтетические ткани, сооружения из известняка, вызывают коррозию металлов, подкисляют пресные водоемы и т.д.

Диоксид серы – SO2. Выделяется при сгорании серосодержащего топлива, содержится в выхлопных газах и т.д. Участвует в образовании смога, приводит к обострению респираторных заболеваний у человека, повреждению растений, в том числе и деревьев.

Соединения хлора и фтора. Образуются при работе кондиционеров, холодильных установок, пользовании аэрозольными баллончиками, от пластиковых упаковок. Многие соединения фтора и хлора разлагаются в стратосфере на высоте 20 – 30 км с выделением молекул хлора и фтора, которые разрушают озоновый экран.

Биологическое загрязнение

Загрязнители в жидком состоянии

Загрязнители в твердом состоянии

Пыль. Образуется при добыче, переработке и транспортировании полезных ископаемых, переработке сыпучих материалов, многих технологических процессах и различных отраслях промышленности, при ветровой эррозии.

Последствия загрязнения пылью:

Вдыхание воздуха, загрязненного пылью вызывает заболевания – пневмокониоз, пылевой бронхит.

Образование пыли при различных технологических процессах приводит к потере ценного сырья.

Пыль загрязняет водоемы, делая их непригодными или малопригодными для различных видов водопользования.

При загрязнении воздуха пылью атмосферы происходит похолодание, т.к. запыленный воздух хуже пропускает ультрафиолетовые лучи.

Выпадая на поверхность ледников пыль снижает альбедо (отражательную способность), что может привести к их таянию.

Фосфаты. Выделяются при производстве химических моющих средств, удобрений, на животноводческих фермах. Попадая в водоемы фосфаты загрязняют их, что приводит к гибели рыбы.

Свинец – Pb. Образуется при работе ДВС, при переработке свинцовой руды, на предприятиях химической промышленности и при производстве пестицидов. Свинец токсичен, обладает кумулятивными свойствами. Действует на ферментные системы и обмен веществ в живых клетках, накапливается в морских отложениях и в пресной воде.

Ртуть – Hg. Вообще ртуть – жидкость, но по многим параметрам ведет себя как твердое вещество. Выделяется при сгорании ископаемого топлива, образуется при обогащении руд, в целлюлозно-бумажной и лакокрасочной промышленности. Один из наиболее опасных загрязнителей пищевых продуктов, особенно морского происхождения. Обладает кумулятивными свойствами, разрушает нервную систему.

Основными жидкими загрязнителями являются нефть и продукты ее переработки. При добыче и переработке нефти, при ее транспортировке по морю и суше, при авариях танкеров на море и трубопроводов происходит загрязнение:

атмосферы углеродами;

почвы нефтью и нефтепродуктами при аварии трубопроводов;

водоемов, что приводит к прекращению доступа кислорода вглубь водоема и гибели водных животных.

Также к основным источникам загрязнения в жидком состоянии относятся сточные воды, производственные, хозяйственно-бытовые и атмосферные, фильтраты свалок промышленных и бытовых отходов, жидкие радиоактивные отходы.

К биологическим загрязнителям относятся, прежде всего, производства, связанные с сельскохозяйственной деятельностью: общение с домашними животными, работа на орошаемых, особенно рисовых полях тропиков и субтропиков, где содержится большое количество водных переносчиков инфекционных заболеваний; переработка растений, зараженных патогенными грибками.

В связи с загрязнением воздуха биогенными веществами у человека возникает аллергия. Загрязнение патогенными веществами вызывает заболевания лихорадкой, гистоплазмозом, кокцидиодомикозом.

Загрязнение воды патогенными организмами связано как с природными процессами, так и с жизнедеятельностью человека. Особенно активное загрязнение воды происходит при сбросе коммунальных и животноводческих отходов. Бактериальное загрязнение воды также приводит к различным заболеваниям: холере, брюшному тифу, дизентерии и т.п. При контакте с загрязненной водой возникают дерматиты. При длительном нахождении вблизи зараженных водоемов через насекомых – переносчиков инфекции может передаваться малярия, желтая лихорадка, сонная болезнь.

Радиационное загрязнение

Пестициды

При химических методах борьбы с вредителями и болезнями растений с помощью механизации удается подавить заражение на огромных площадях.

Пестициды в зависимости от объектов, против которых они применяются, разделяют на аскарициды(для борьбы с клещами), фунгициды (для борьбы с возбудителями заболеваний) и т.д., а по способу проникновения в организм и характеру воздействия – на контактные, кишечные, системные, фумиганты.

Пестициды оказывают на окружающую среду вредное влияние: загрязняют остатками препарата растения, почву, воздух, воду; отравляют птиц и полезных насекомых; способствуют возникновению устойчивых популяций вредных организмов и др.

Гербициды – применяются при борьбе с сорной растительностью. Препараты должны достаточно полно уничтожать сорные растения, не обладать длительным сроком разложения в растениях и почве и быть малотоксичными для человека и теплокровных животных.

По принципу действия на растения гербициды делят на две группы: гербициды сплошного действия (общеистребляющие) и гербициды избирательного действия.

По характеру действия на растения их делят на контактные и системные. Контактные – поражают те части растения на которые они попадают. Системные - проникают в ткани растений и поражают растение изнутри.

Гербициды могут смываться потоками вод при выпадении осадков, повреждая газоны и декоративные растения.

Земля окружена излучениями различного происхождения и интенсивности. Во всех выработках в грунте, во всех полезных ископаемых также имеется радиация, а из грунта с разной степенью интенсивности поступают радиоактивные газы, в частности радон. Все живые организмы, развивающиеся на Земле, воспринимают эти излучения в дозах, не оказывающих на них вредного воздействия.

Сегодня радиоактивные вещества и искусственные источники ионизирующих излучений находят все возрастающее применение в ядерной энергетике, металлургической, химической, машиностроительной, строительной и других отраслях промышленности, сельском хозяйстве, науке, медицине.

Энергия, получаемая радиоактивными веществами, поглощается окружающей средой. В результате воздействия ионизирующего излучения на организм человека в тканях могут происходить сложные физические, химические и биологические процессы. Поглощенная энергия от различных видов ионизирующих излучений вызывает ионизацию атомов и молекул вещества, в результате чего молекулы и клетки ткани разрушаются. Внутриклеточная вода под действием излучения расщепляется на водород и гидроксильную группу, которые либо непосредственно. Либо через цепь вторичных превращений образуют продукты высокой химической активности (НО2 и Н2О2). Эти соединения взаимодействуют с молекулами органического вещества ткани, окисляя и разрушая ее; нарушаются нормальные биохимические процессы и обмен веществ в организме. В зависимости от величины поглощенной дозы излучения и от индивидуальных особенностей организма изменения могут быть обратимыми и необратимыми.

Биологический эффект ионизирующего излучения зависит от величины суммарной дозы, продолжительности воздействия излучения, вида радиации, размеров излучаемой поверхности, облучаемого органа и индивидуальных особенностей организма.

При однократном облучении тела человека возможны следующие биологические в зависимости от суммарной поглощенной дозы излучения, рад:

0 – 25 – видимых нарушений нет;

25-50 – возможны нарушения в крови;

50-100 – изменения в крови, нарушение трудоспособности;

100-200 – нарушение нормального состояния, возможна потеря трудоспособности;

200-400 – потеря трудоспособности, возможен смертельный исход;

400-500 – смертельные случаи составляют 50 % общего числа пострадавших;

500 и более – смертельные случаи достигают 100 % общего числа пострадавших

При небольших поглощенных дозах проявляются индивидуальные особенности организма человека. Чем человек моложе, тем выше его чувствительность к облучению, и особенно высока она у детей. Относительная устойчивость к облучению проявляется с 25 лет.

Основными мероприятиями по защите населения от ионизирующих излучений следует считать предупреждение поступления в атмосферу, воду, почву отходов производства, содержащих радиоактивные вещества.

Шумовое загрязнение

Электромагнитные излучения

Устройства, генерирующие, передающие и использующие электрическую энергию, создают в окружающей среде электромагнитные поля. В металлургии создающие электромагнитные поля токи высокой частоты применяются для плавления металла в индукционных электропечах для нагревания концов рельсов при их термообработке и т.д. Электромагнитную энергию применяют в радиовещании, телевидении и других сферах деятельности.

Организм человека, находящегося в электромагнитном поле, поглощает его энергию, в тканях возникают высокочастотные токи с образованием теплового эффекта. Чем выше мощность поля, короче длина волны и продолжительнее время облучения, тем сильнее отрицательное воздействие поля на организм человека. Интенсивность поглощения энергии электромагнитных полей определяется мощностью поля, продолжительностью облучения и длиной волны колебаний. Чем выше мощность поля, короче длина волны и продолжительное время облучения, тем сильнее отрицательное воздействие поля на организм человека.

При хроническом воздействии малоинтенсивного поля (напряженность менее 1 кВ/м2) возникают нарушения электрофизиологических процессов в центральной нервной и сердечно-сосудистой системах, функций щитовидной железы и т.д. При нахождении человека и животных под проводами ЛЭП в поле напряженностью более 1 кВ/м2 возникают искровые разряды в теле, покалывание рук, вздыбливание волос.

Защитные мероприятия по охране городской среды от влияния ЭМП включают устройства различных экранов, в том числе из зеленых насаждений. При защите больших селитебных зон в качестве экранов используют конструктивные элементы зданий и сооружений, зеленые насаждения.

Шумом принято считать любой нежелательный звук или совокупность беспорядочно сочетающихся звуков различной частоты и интенсивности, оказывающих неблагоприятное воздействие на организм, мешающих работе и отдыху человека.

Источниками шума являются колебания, возникающие при соударении, трении, скольжении твердых тел, истечении жидкостей и газов.

Человек воспринимает звуковые колебания в диапазоне от 16 до 20000 Гц. Акустические колебания с частотой менее 16 Гц называют инфразвуком, выше 20 кГц – ультразвуком. Многие живые существа прекрасно воспринимают и используют инфразвуки и ультразвуки. Звуки в различных диапазонах используют для отпугивания или привлечения живых организмов.

Область слышимых человеком звуков ограничена двумя так называемыми порогами: нижний определяет порог слышимости, верхний – порог болевого ощущения. Болевым порогом принято считать уровень давления звука 140 Дб, что соответствует давлению 200 Па. Звуковые ощущения оценивают и по порогу дискомфорта (появление ощущения щекотания, касания, слабой боли в ухе). Состояние дискомфорта наблюдается при уровне звукового давления более 120 дБ.

Шум в первую очередь действует на структуру головного мозга, вызывает сдвиги в различных функциональных системах организма. Наблюдается нарушение перефирического кровообращения за счет сужения капилляров, изменяется артериальное давление и т.п.

Практические мероприятия по борьбе с шумом могут быть техническими, архитектурно-планировочными, организационными.

Технические средства борьбы с шумом используют в трех главных направлениях: устранение причин возникновения шума или снижение его в источнике, ослабление шума на путях передачи и непосредственная защита работающих. Рационально отделять шумные помещения от нешумных малошумными. Жилые кварталы должны быть отделены от производственных территорий санитарно-защитной зоной, величина которой зависит от типа производства и принимается не менее 50 м. Вдоль автодорог устраивают шумопоглощающие экраны из грунта, бетона и древесных насаждений.

Гигиенические нормы устанавливают ограничение шума на различных рабочих местах, на территориях жилых домов, санаториев, больниц и т.п.

Эстетическое загрязнение

Загрязнение медицинскими препаратами

Тепловое загрязнение

Тепловое загрязнение атмосферы и водоемов связано в первую очередь с работой электростанций и других предприятий, расходующих воду на охлаждение (теплоэнергетика, коксохимическое производство, доменные печи и др.). Особенно велико тепловое загрязнение водоемов сбросными водами ТЭС и АЭС.

Во избежание нарушения теплового режима водоемов запрещено повышение температуры водоемов более чем на 5°С зимой и на 3 °С летом. Это обеспечивается, если удельная тепловая нагрузка на водоем не превышает 12 – 17 кДж/м3.

Предотвращение теплового загрязнения водоемов могут обеспечить следующие мероприятия:

использование отходов тепла для теплофикации промышленных, сельскохозяйственных и бытовых объектов;

применение оборотных систем водоохлаждения с водохранилищами;

создание искусственных водохранилищ-охладителей, используемых в рекреационных целях (купание, спорт, отдых) или для рыборазведения;

применение воздушных конденсаторных установок и оборотных систем с градирнями.

Тепловое загрязнение атмосферы наиболее ярко выражено в крупных городах, где температура воздуха в центре на 2-4°С выше, чем на окраинах. В отдельных городах эта разница может достигать 8°С. Однако, вследствие наличия повышенной температуры в городе наблюдается восхождение потока воздуха, что способствует очищению приземного слоя от загрязнений.

Фармацевтическая промышленность во всем мире выпускает большое количество медицинских препаратов, выпуск и ассортимент которых постоянно увеличивается. Опасность для человека фармацевтическая промышленность представляет с двух сторон: выброс загрязняющих веществ в окружающую среду при производстве препаратов; неосторожное применение препаратов при самолечении.

Огромное количество препаратов выбрасывается на рынок без предварительной тщательной проверки, что влечет за собой катастрофические последствия. Например, в 1958 г. продававшийся в аптеках западноевропейских стран «талидомид» вызывал рождение детей-уродов, в том числе с недоразвитыми конечностями. Было зарегестрировано около 20000 таких случаев. От препарата «давон» в США в течение нескольких лет погибло по 3-4 тыс. жителей. Всего же в США в результате действия лекарств ежегодно умирает 60-140 тыс. человек.

Таким образом, выпуск и применение лекарственных препаратов требует самого пристального внимания.

Существующие классификации загрязнений окружающей среды в большей или меньшей степени повторяют друг друга. Однако все они не учитывают еще один вид загрязнений, сформировавшийся в результате градостроительной деятельности человека, - эстетический, или визуальный (А.Н.Тетиор, 1991).

Наиболее характерными признаками эстетического загрязнения являются:

возведение немасштабных ландшафту зданий;

невыразительность объектов строительства;

однообразная архитектура;

отсутствие гармоничного единства с природной средой.

Эстетика природного ландшафта – красота, индивидуальность местности, ее привлекательность для человека – может рассматриваться как одна из разновидностей природного ресурса, необходимого для сохранения психического здоровья и нормального отдыха людей, удовлетворения их рекреационных потребностей.

Изучением процессов формирования ландшафта и взаимодействия с ним жилой среды в связи с развитием городов и систем расселения, а также с возможными пределами и последствиями изменений занимается градостроительная экология, точнее, ее ветвь – ландшафтная архитектура.

До последнего времени в ландшафтной архитектуре преобладал социальный подход к человеку как представителю обезличенной человеческой популяции без учета этничесикх, исторических, географических особенностей («черемушки», «хрущебы»). Это наряду с другими факторами способствовало накоплению раздраженности, озлобленности, усталости, т.е. психологической декомфортности общества. Медиками отмечается новое заболевание, связанное с однообразной архитектурой, называемое «грусть новых городов» и вызванное ошибками в городской планировке.

В последние годы появилось новое направление в архитектурной планировке населенных мест – архитектура экологическая (аркология). Ее задача – с максимальной возможностью учесть социально-экологические потребности каждого конкретного человека от его рождения до старости. Обязательным является создание вблизи массивов парков, зеленых зон отдыха, разгрузочных троп, незастроенных территорий и т.д. Однообразность и невыразительность застройки в этом случае заменяется строительством домов различной конфигурации, окраски, выдерживанием оптимального соотношения малоэтажных и многоэтажных зданий, созданием биопозитивных строений, элементов фасада и шумозащитных устройств.