Все вышеперечисленные признаки роста урбанизации ведут к негативным изменениям природной среды: загрязнение, задымление и т. п. атмосферы, гидросферы и почвы. Сейчас в окружающей среде накопилось около 50 тыс. видов химических соединений, не разрушаемых деструкторами экосистем. Эти изменения приводят к сокращению длительности солнечного освещения, которое вызывает авитаминоз, сопровождающийся утомляемостью, ухудшением самочувствия, снижением работоспособности, сопротивляемости инфекционным заболеваниям. Шум и вибрация на урбанизированых территориях оказывают мешающее действие, вызывают возбуждение ЦНС, нарушение сна, влияют на работоспособность. Высокая плотность, контактность населения способствуют быстрому распространению различных инфекций. У жителей крупных городов наблюдается неблагоприятный сдвиг в характере питания: повышена калорийность пищи за счет увеличения в рационе жиров, уменьшение количества овощей и молока. Заметно уменьшилась рождаемость на урбанизированых территориях, приобретая признаки экстремальности.
Для решение задач устранения этих признаков необходимо проведение фундаментальных исследований по изучению всех сторон жизни и деятельности общества, изучение состояния здоровья и всех видов движения населения.
11. Источники загрязнения атмосферы
Источником загрязнения атмосферы может быть любой физический агент, химическое вещество или биологический вид (в основном микроорганизмы), попадающие в окружающую среду или образующиеся в ней в количестве выше естественных. Под атмосферным загрязнением понимают присутствие газов, паров, частиц, твердых и жидких веществ, тепла, колебаний, излучений, которые неблагоприятно влияют на человека, животных, растения, климат, материалы, здания и сооружения.
По происхождению загрязнения делят на: природные, вызванные естественными, часто аномальными, процессами в природе; антропогенные, связанные с деятельностью человека.
На антропогенные загрязнения приходится большая доля в загрязнении атмосферы, которые связаны с развитием производственной деятельности человека и подразделяются на локальные и глобальные. Локальные загрязнения связаны с городами и промышленными регионами. Глобальные загрязнения влияют на биосферные процессы на Земле и распространяются на огромные расстояния, так как воздух находится в постоянном движении. Глобальные загрязнения атмосферы усиливаются из-за того, что вредные вещества из нее попадают в почву, водоемы, а затем снова поступают в атмосферу.
Источники загрязнения атмосферы разделяют на механические, физические и биологические.
Механические загрязнения – пыль, фосфаты, свинец, ртуть, образующиеся при сжигании органического топлива и в процессе производства строительных материалов.
Физические загрязнения – тепловые, световые, шумовые, электромагнитные, радиоактивные.
Биологические загрязнения являются следствием размножения микроорганизмов и антропогенной деятельности (теплоэнергетика, промышленность, транспорт, действия вооруженных сил).
Распространенные токсичные вещества, загрязняющими атмосферу:
• оксид углерода (лесные пожары, выделения океанов, окисление терпенов; автотранспорт, промышленные энергоустановки, черная металлургия);
• диоксид серы (вулканические извержения, окисления серы и сульфатов, рассеянных в море; сжигание топлива в промышленных установках, промышленность строительных материалов);
• оксид азота (лесные пожары; автотранспорт, теплоэлектростанции);
• углеводороды (лесные пожары, природный метан и природные терпены; автотранспорт, сжигание отходов, холодильная техника, химические заводы, нефтеперерабатывающие заводы);
• пыль (вулканические извержения, пылевые бури, лесные пожары; сжигание топлива в промышленных установках и т. п.).
12. Источники загрязнения гидросферы
Основными источниками загрязнения и засорения водоемов является недостаточное очищение сточных вод промышленных и коммунальных предприятий, крупных животноводческих комплексов, отходы производства при разработке рудных ископаемых; воды шахт, рудников; сбросы водного и ж/д. транспорта; пестициды и т. д. Загрязняющие вещества, попадая в природные водоемы, приводят к качественным изменениям воды, которые проявляются в изменении химического состава воды, в наличии плавающих веществ на поверхности воды и откладывании их на дне водоемов. Производственные сточные воды загрязнены отходами и выбросами производства. Количественный и качественный состав зависит от отрасли промышленности и ее технологических процессов; их делят на две основные группы: содержащие неорганические примеси, в т. ч. и токсические, и содержащие яды. К первой группе относятся сточные воды содовых, обогатительных фабрик свинцовых, никелевых руд и т. д., в которых содержатся кислоты, щелочи, ионы тяжелых металлов и др. Сточные воды этой группы в основном изменяют физические свойства воды. Сточные воды второй группы сбрасывают нефтеперерабатывающие заводы, предприятия органического синтеза и др. В стоках содержатся разные нефтепродукты, аммиак, альдегиды, смолы, фенолы и т. п. Вредоносность действия сточных вод этой группы заключается в окислительных процессах, вследствие которых уменьшается содержание в воде кислорода, увеличивается биохимическая потребность в нем. Рост населения, возникновение новых городов увеличивают поступление бытовых стоков во внутренние водоемы, загрязняя их и болезнетворными бактериями.
Все вышеперечисленные факторы приводят к сбою биологического и физического режимов водоемов.
Для очистки сточных вод применяют механический, химический, физико-химический и биологический методы. Когда они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживание сточных вод является комбинированным. Механический метод позволяет очистить из бытовых сточных вод – до 60–75 % нерастворимых примесей, а из промышленных – до 95 %; химический метод – до 95 % нерастворимых примесей и до 25 % растворимых. Физико-химический метод позволяет удалить тонкодисперсные и вещества. Есть несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, биологические пруды.
13. Круговорот веществ в природе
Все вещества на планете Земля находятся в процессе биохимического круговорота. Выделяют два основных круговорота: большой (геологический) и малый (биотический). Большой круговорот длится миллионы лет. Горные породы разрушаются, выветриваются и потоками вод сносятся в Мировой океан, где образуют мощные морские напластования. Часть химических соединений растворяется в воде или потребляется биоценозом. Крупные медленные геотектонические изменения, связанные с опусканием материков и поднятием морского дна, перемещение морей и океанов в течение длительного времени приводят к тому, что эти напластования возвращаются на сушу процесс начинается вновь.
Малый круговорот – часть большого, происходит на уровне биогеоценоза. При этом питательные вещества почвы, воды, воздуха аккумулируются растениях, расходуются на создание их массы и жизненные процессы в них. Продукты распада органического вещества под воздействием бактерий вновь разлагаются до минеральных компонентов, доступных растениям, и вовлекаются ими в поток вещества.
Возврат химических веществ из неорганической среды через растительные и животные организмы в неорганическую среду с использованием солнечной энергии и химических реакций называется биохимическим циклом.
В круговороте веществ участвуют три группы организмов:
• продуценты (производители) – автотрофные организмы и зеленые растения, которые, используя солнечную энергию, создают первичную продукцию живого вещества. Они употребляют углекислый газ, воду, соли и выделяют кислород (хемосептики, способные создавать органическое вещество);
• консументы (потребители) – гетеротрофные организмы, питающиеся за счет автотрофных и друг друга. Подразделяются на: животные, питающиеся растениями, потребляющие кислород и выделяющие углекислый газ; хищники и паразиты растительных организмов; сверхпаразиты;
• редуценты (восстановители) – организмы, питающиеся организмами, бактериями и грибками. Они до конца разрушают органические остатки, превращают их в конечные продукты: минеральные соли, углекислый газ, воду, простейшие органические вещества, поступающие в почву и вновь потребляемые растениями.
Круговорот веществ в природе подразумевает общую согласованность места, времени и скорости процессов по уровням от популяции до биосферы. Такая согласованность называется экологическим равновесием, которое все равно является подвижным и динамичным.
Раздел 2. Техногенные опасности и защита от них
Тема 1. Идентификация травмирующих и вредных факторов, опасные зоны
1. Зоны действие негативных факторов
Опасная зона имеет внешне определенные, пространственные области проявления и характеризуется увеличением риска возникновения несчастного случая. Различают следующие зоны действия негативных факторов:
1. зоны переработки сыпучих сыпучих материалов, участки выбивки и очистки отливок и плазменной обработки, обработки пластмасс, стеклопластиков и др. хрупких материалов, участки дробления материалов и т. п.;
2. виброплощадки, транспортные средства и строительные инструменты, а также виброинструменты, рычаги управления транспортных машин, а также зоны около них;
3. зоны около технологического оборудования ударного действия, устройства для испытания газов, транспортных средств, энергетических машин;
4. зоны около ультразвуковых генераторов, дефектоскопов;
5. зоны около электротехнического оборудования на постоянном токе, зоны около линии электропередач, установок ТВЧ и индукционной сушки, электроламповых генераторов, телеэкранов, дисплеев, антенн, магнитов;
6. нагретые поверхности, расплавленные вещества, излучения пламени;
7. лазеры, отраженное лазерное излучение;
8. ядерное топливо, источники излучений в приборах, дефектоскопах и при научных исследованиях;