Воздействие человека на окружающую среду

Антропогенное загрязнение гидросферы в настоящее  время приобрело глобальный характер и существенно уменьшило доступные  эксплуатационные ресурсы пресной  воды на планете. Общий объем промышленных, сельскохозяйственных и коммунально-бытовых  стоков достигает 1300 км^{3 (}по некоторым оценкам до 1800 км³), для разбавления которых требуется примерно 8,5 тыс. км³ воды, т.е. 20% полного и 60% устойчивого стока рек мира. Причем по отдельным водным бассейнам антропогенная нагрузка гораздо выше средних значений.

Общая масса  загрязнителей гидросферы огромна - около 15 млрд т в год. К наиболее опасным загрязнителям относятся соли тяжелых металлов, фенолы, пестициды и другие органические яды, нефтепродукты, насыщенная бактериями биогенная органика, синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) и минеральные удобрения.

Кроме химического  загрязнения водоемов определенное значение имеют также механическое, термическое и биологическое  загрязнение. Для определения опасности  нарушений поверхностных природных  водоемов важен еще и объем  безвозвратного водопотребления. В  основе оценки опасности всех видов  нарушений лежит общий принцип, основанный на определении объемов  загрязненных стоков и размеров превышений их нормативных уровней.

Загрязнение вод России. Для загрязнения природных  вод наибольший интерес представляют региональные, бассейновые особенности. По существующей санитарной классификации  сточные воды в зависимости от степени загрязнения подразделяют на нормативно чистые (они не проходят очистки), нормативно-очищенные и  загрязненные.

В РФ на одного человека образуется примерно в 1,5 раза больше хозяйственных стоков, чем в среднем в мире. В 1996 г. в поверхностные водные объекты было сброшено 58,9 км³ сточных вод. Около 38% (22,4 км³) сточных вод отнесены к категории загрязненных. С ними сброшено в водоемы свыше 700 тыс. тонн загрязнителей: нефтепродуктов - 9,3, взвешенных веществ - 619, фосфора - 32, СПАВ - 4, соединений меди - 0,2, железа и цинка - 19,7, фенола - 0,1 тыс. т. Реальная масса загрязнителей, поступающих в водоемы, значительно больше, поскольку в приведенных данных не учтены атмосферные выпадения загрязняющих веществ, смыв органики и ядохимикатов с сельскохозяйственных угодий и др. Основной объем сброшен предприятиями промышленности (33%) и коммунального хозяйства (61%). Объем нормативно-очищенных стоков составляет 10% от всех вод, требующих очистки, что является следствием низкой эффективности работы имеющихся очистных сооружений.

Качество  воды в большинстве водных объектов России не отвечает нормативным требованиям. Ежегодно растет число створов с  высоким уровнем загрязнения (более 10 ПДК), есть случаи экстремально высокого загрязнения (более 100 ПДК). Учет сброса сточных вод и система их оценки пока не упорядочены. Так, коллекторно-дренажные  воды с орошаемых земель условно  относятся к категории нормативно чистых, хотя обычно они загрязнены ядохимикатами, соединениями азота  и фосфора. Для достижения нормального  качества такие условно "чистые" воды требуют разбавления в 10-50 раз.

Существенная  доля хозяйственно-питьевого водоснабжения  базируется на подземных водах. Хотя они лучше защищены от проникновения  поллютантов, но также подвергаются техногенному воздействию из-за загрязнения почвы и наземных водотоков. Оно происходит в первую очередь вокруг крупных промышленных центров, а также в районах интенсивного земледелия с применением химических удобрений, пестицидов и в местах расположения крупных животноводческих комплексов. На территории России выявлено около 1400 очагов загрязнения подземных вод, 80% которых находится в европейской части.

Состояние водных источников и систем централизованного  водоснабжения в Российской Федерации  не может гарантировать требуемого качества питьевой воды. В 19% г.75% исследованных  проб были нестандартны по вкусовым качествам, 23% проб не отвечали гигиеническим требованиям  по химическим и 11,4% - по микробиологическим показателям. В целом почти половина жителей страны потребляет недоброкачественную  воду.

Приведенные данные свидетельствуют, что масштабы и темпы загрязнения гидросферы намного выше, чем других природных  сред. Обостряющаяся водохозяйственная  обстановка в России из-за сброса загрязненных стоков в водные объекты и нерационального использования воды наносит огромный экономический ущерб. Нарастающая деградация природных вод требует решительных действий и специальных целевых программ по их спасению.

Существенной  географической особенностью загрязнения  рек России является то, что основные промышленные районы и наибольшая концентрация населения приурочены главным образом  к верховьям водосборных бассейнов (Центр, бассейн Камы, Среднее Поволжье, Урал, Кузбасс, верхние течения Оби, Енисея, Ангары). Поэтому главные реки России - Волга, Дон, Кубань, Обь, Енисей, Лена, Печора - в той или иной мере загрязнены на всем протяжении и оцениваются как загрязненные, а их крупные притоки - Ока, Кама, Томь, Иртыш, Тобол, Исеть, Тура - относятся к категории сильно загрязненных. Несмотря на уменьшение сброса сточных вод, связанное со спадом производства, наблюдается рост загрязнения рек.

Очень серьезные  экологические проблемы возникли в  бассейне Волги. Ее сток составляет только 5% от суммарного речного стока РФ. В то же время на хозяйственные  нужды из Волги ежегодно забирается более 30 км³ свежей воды, т.е. треть всего водозабора России. А взамен река получает 19 км³ стоков - 39% от общего объема загрязненных сточных вод, образующихся на территории страны. От городов и промышленных предприятий, расположенных на берегах Волги и ее притоков, ежегодно в реку, а затем и в Каспий поступают сотни тысяч тонн нефтепродуктов, взвешенных веществ, сульфатов, органики, аммонийного азота, нитратов и нитритов, соединений тяжелых металлов и других загрязнителей.

Исследования, проведенные в бассейне Волги, показали, что две трети веществ, поступающих  со сточными водами промышленных предприятий, "проскакивают" через городские  очистные сооружения и остаются в  воде. Смесь "очищенных" таким  образом промышленных и хозяйственно-бытовых  сточных вод для ликвидации токсичности  требует разбавления в 50-200 раз. Следовательно, для разбавления поступающих  ежегодно в Волгу 19 км³ сточных вод требуется от 950 до 3800 км³ чистой воды, а среднегодовой сток Волги равен всего 254 км³.

Угрожающие  размеры принимает загрязнение  морей и всего Мирового океана, которому в условиях современной  цивилизации отведена роль гигантской мусорной свалки. Реки выносят большую  часть поступающих в них стоков в моря. В составе речного стока  и атмосферных выпадений в  разные части океана попадает 100 млн т тяжелых металлов. Почти 70% загрязнений морской среды связано с наземными источниками, поставляющими промышленные стоки, мусор, химикаты, пластмассы, нефтепродукты, радиоактивные отходы. К числу наиболее опасных загрязнителей морей относятся нефть и нефтепродукты. Общее загрязнение ими Мирового океана превысило 6 млн т в год, причем из всех источников вклад судоходства (включая аварии танкеров) стал уже выше поступления с материковым стоком: соответственно 35% и 31%. Каждая тонна нефти покрывает тонкой пленкой порядка 12 км² водной поверхности. По оценкам специалистов, нефтью уже загрязнена 1/5 акватории Мирового океана. Нефтяная пленка приводит к гибели живых организмов, млекопитающих и птиц, нарушает процессы фотосинтеза и, следовательно, газообмен между гидросферой и атмосферой.

Все внутренние моря Российской Федерации испытывают интенсивную антропогенную нагрузку, как на самой акватории, так и  в результате техногенного воздействия  на водосборном бассейне. К охарактеризованному  выше стоку загрязненной волжской воды в Каспийское море добавляется непосредственное его загрязнение морским нефтепромыслом. Концентрация нефтепродуктов и фенолов  в акваториях северного и восточного Каспия составляет 4-6 ПДК, а у берегов  Азербайджана - 10-16 ПДК! Нефтепродуктами сильно загрязнены все европейские моря - Средиземное, Северное, Балтийское.

Степень загрязнения  морской воды принято характеризовать  классом качества с 1 по 7 с соответствующей  оценкой от "очень чистая" до "чрезвычайно грязная". Морские  воды Черноморского побережья от Анапы до Сочи характеризуются как  загрязненные (IV класс) и умеренно загрязненные (III класс). Воды восточной части Финского залива Балтийского моря относятся  к грязным (V класс) и очень грязным (VI класс). Во многих морях превышены ПДК нефтяных углеводородов, фенолов, аммонийного азота, пестицидов, СПАВ, ртути. Особую озабоченность вызывает захоронение радиоактивных отходов в северных морях.

 
2. Нормирование ионизирующих излучений

Ионизирующее  излучение - в самом общем смысле - различные виды и физических , способные ионизировать вещество. В более узком смысле к ионизирующему излучению не относят и излучение видимого диапазона света, которое в отдельных случаях также может быть ионизирующим. Излучение микроволнового и радиодиапазонов не является ионизирующим.

Экологически  значимая характеристика атмосферы - присутствие  в ней ионизирующих излучений, мощность которых меняется в зависимости  от географического положения и  высоты над уровнем моря.

В природе  ионизирующее излучение обычно генерируется в результате спонтанного , ( и индуцированное , захват протонов, нейтронов, альфа-частиц и др.), а также при ускорении заряженных частиц в . Искусственными источниками ионизирующего излучения являются искусственные радионуклиды (генерируют альфа-, бета - и гамма-излучения), ядерные реакторы (генерируют главным образом нейтронное и гамма-излучение), радионуклидные нейтронные источники, (генерируют потоки заряженных частиц, а также ), (генерируют тормозное, ).

Виды ионизирующего  излучения:

По механизму  взаимодействия с веществом выделяют непосредственно потоки заряжённых частиц и (потоки нейтральных элементарных частиц - фотонов и нейтронов).

По механизму  образования - первичное (рождённое  в источнике) и вторичное (образованное в результате взаимодействия излучения  другого типа с веществом) ионизирующее излучение.

Ионизирующее  излучение бывает также корпускулярным и электромагнитным (фотоновым). Корпускулярное излучение представляет собой поток частиц с массой потока отличной от нуля (альфа и бета - частиц, протонов, нейтронов и др.). К электромагнитному излучению относятся гамма-излучение и рентгеновское излучение.

К основным видам радиоактивных излучений  относятся:

Альфа-излучение - это поток ядер гелия, который  излучается веществом при радиоактивном  распаде ядер с энергией, которая  не превышает нескольких мегаэлектровольт (МеВ). Эти частички имеют высокую ионизирующую и низкую проникающую способность.

Бета-частицы - это поток электронов и протонов. Проникающая способность (2,5 см в  живых тканях и в воздухе - до 18 м) бета-частиц выше, а ионизирующая - ниже, чем у альфа-частиц.

Нейтроны  вызывают ионизацию веществ и  вторичное излучение, которое состоит  из заряженных частичек и гамма-квантов. Проникающая способность зависит от энергии и от состава веществ, которые взаимодействуют.

Гамма-излучение - это электромагнитное (фотонное) излучение  с большой проникающей и малой  ионизирующей способностью с энергией 0,001 3 МеВ.

Рентгеновское излучение - излучение, возникающее  в среде, которая окружает источник бета-излучения, в ускорителях электронов и является совокупностью тормозного и характерного излучений, энергия фотонов которых не превышает 1 МеВ. Характерным называют фотонное излучение с дискретным спектром, который возникает при изменении энергетического состояния атома.

Тормозное излучение - это фотонное излучение  с непрерывным спектром, которое  возникает при изменении кинетической энергии заряженных частичек.

Естественными источниками ионизирующих излучений  являются космическое пространство, а также сосредоточенные в  земной коре радиоактивные нуклиды  урана, тория и актиния, выделяющие в процессе распада в атмосферу  изотопы радона. Половину годовой  индивидуальной эффективной дозы облучения  от земных источников радиации человек  получает от невидимого, не имеющего вкуса  и запаха тяжелого газа радона.

В природе  радон встречается в двух основных изотопах: радон-222, член радиоактивного ряда, образуемого продуктами распада  урана-238, и радон-220, член радиоактивного ряда тория-232. Радон в 7,5 раз тяжелее  воздуха и является альфа-радиоактивным. Период полураспада радона-222 равен 3,8 сут. После распада ядро радона превращается в ядро полония. Заканчивается ряд стабильным изотопом свинца. Основную часть дозы облучения от радона человек получает, находясь в закрытых, непроветриваемых помещениях. Радон может проникать сквозь трещины в фундаменте, через пол из земли и накапливаться в основном в нижних этажах жилых зданий. Одним из источников радона могут быть конструкционные материалы, используемые в строительстве. К ним в первую очередь относятся такие материалы, как гранит, пемза, глинозем.